ES2308332T3 - Secuencias reguladoras de plantas para el control selectivo de la expresion de genes. - Google Patents

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ES2308332T3 ES05010470T ES05010470T ES2308332T3 ES 2308332 T3 ES2308332 T3 ES 2308332T3 ES 05010470 T ES05010470 T ES 05010470T ES 05010470 T ES05010470 T ES 05010470T ES 2308332 T3 ES2308332 T3 ES 2308332T3
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Abstract

Una molécula de ADN aislada que comprende un polinucleótido que tiene al menos un 80% de identidad de secuencia nucleotídica con la SEQ ID Nº: 38.

Description

Secuencias reguladoras de plantas para el control selectivo de la expresión de genes.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al aislamiento y uso de moléculas de ácidos nucleicos para el control de la expresión génica en plantas, específicamente a promotores novedosos de plantas.
Antecedentes de la invención
Uno de los objetivos de la ingeniería genética en plantas es el de producir plantas con características o rasgos agronómicamente importantes. Los avances recientes en la ingeniería genética han proporcionado las herramientas necesarias para transformar plantas para que contengan y expresen genes extraños (Kahl et al. (1995) World Journal of Microbiology and Biotechnology 11: 449-460). Los rasgos o las calidades de interés particularmente deseables para la manipulación mediante ingeniería genética de las plantas incluirían, sin limitaciones, resistencia a insectos y otras plagas y agentes causantes de enfermedades, tolerancia a herbicidas, estabilidad, rendimiento, o duración de almacenamiento mejorados, tolerancia al medio ambiente y mejoras nutricionales. Los avances tecnológicos en la transformación y regeneración de plantas han permitido que los investigadores tomen porciones de ADN, tal como uno o varios genes de una fuente heteróloga, o de una fuente nativa, pero modificados para presentar calidades diferentes o mejoradas, e incorporen el ADN exógeno en el genoma de una planta. Luego es posible expresar el o los genes en la célula vegetal para mostrar la o las características o el o los rasgos agregados. En un enfoque, la expresión de un gen novedoso que no se expresa habitualmente en una planta o tejido vegetal particular puede conferir el efecto fenotípico deseado. En otro enfoque, la transcripción de un gen o de una parte de un gen con orientación antisentido puede producir el efecto deseado al impedir o inhibir la expresión de un gen endógeno.
Los promotores aislados vegetales son de utilidad para modificar plantas por medio de una manipulación mediante ingeniería genética para que contengan las características fenotípicas deseadas. Con el fin de producir tal planta transgénica, se introduce en la célula vegetal un vector que incluye una secuencia genética heteróloga que confiere el fenotipo deseado cuando se expresa en la planta. El vector también incluye un promotor vegetal que está unido operativamente a la secuencia genética heteróloga, a menudo se trata de un promotor que no está asociado habitualmente con el gen heterólogo. El vector se introduce entonces en una célula vegetal con el fin de producir una célula vegetal transformada y la célula vegetal transformada se regenera en una planta transgénica. El promotor controla la expresión de la secuencia de ADN introducida a la que el promotor está unido operativamente y de esa manera se logra la característica deseada conferida por dicha secuencia de ADN.
Dado que el promotor es un elemento regulador en 5' que desempeña un papel integral en la expresión general de uno o varios genes, sería ventajoso contar con una variedad de promotores para adaptar la expresión génica de manera que el o los genes se transcriban de forma eficaz en el momento adecuado durante el crecimiento y desarrollo de la planta, en la ubicación óptima en la planta y en la cantidad necesaria como para producir el efecto deseado. En un caso, por ejemplo, la expresión constitutiva de un producto génico puede ser ventajosa en una ubicación de la planta, pero menos beneficiosa en otra parte de la planta. En otros casos, puede ser beneficioso tener un producto genético producido en una etapa determinada del desarrollo de la planta o como respuesta a determinados estímulos químicos o medioambientales. El desarrollo comercial de germoplasma genéticamente mejorado también ha avanzado a la etapa de introducción de múltiples rasgos en plantas de cultivo, conocido también como el enfoque de apilamiento de genes. En este enfoque, se pueden introducir en una planta múltiples genes que confieren diferentes características de interés. Cuando se introducen múltiples genes en una planta es importante que cada gen se module o controle para una expresión óptima y que los elementos reguladores sean diversos con el fin de reducir el potencial de silenciamiento de genes que puede producirse por la recombinación de secuencias homólogas. A la luz de estas y otras consideraciones, resulta evidente que un óptimo control de la expresión génica y la diversidad de elementos reguladores son importantes en la biotecnología de plantas.
Las secuencias reguladoras apropiadas deben estar presentes y en la ubicación adecuada con respecto a la secuencia de ADN de interés, para que el ADN recién insertado se pueda transcribir y de esa manera, si se desea, traducirse en una proteína en la célula vegetal. Estas secuencias reguladoras incluyen, pero sin limitaciones, un promotor, una secuencia líder no traducida en 5' y una secuencia de poliadenilación en 3'. La capacidad para seleccionar los tejidos para la transcripción de tal ADN extraño y el momento durante el crecimiento vegetal en el que obtener la transcripción de dicho ADN extraño también es posible con la elección de las secuencias promotoras apropiadas que controlan la transcripción de estos genes.
Se puede emplear una variedad de tipos o clases diferentes de promotores para la manipulación mediante ingeniería genética de plantas. Los promotores se pueden clasificar partiendo de la base de la especialidad tisular o de intervalo. Por ejemplo, los promotores denominados promotores constitutivos pueden transcribir secuencias de ADN unidas operativamente y de forma eficaz y expresar dichas secuencias de ADN en múltiples tejidos. Los promotores específicos de tejidos o mejorados para tejidos se pueden ubicar hacia el extremo 5' y estar ligados operativamente a secuencias de ADN que habitualmente se transcriben con niveles más altos en ciertos tejidos vegetales o específicamente en ciertos tejidos vegetales. Otras clases de promotores incluirán, pero sin limitaciones, los promotores inducibles cuya actividad puede desencadenarse por estímulos externos, tales como agentes químicos, estímulos del desarrollo o estímulos medioambientales. Por consiguiente, los diferentes tipos de promotores deseados se pueden obtener por aislamiento de las regiones reguladoras hacia el extremo 5' de secuencias de ADN que se transcriben y expresan de una manera constitutiva, mejorada para tejidos o inducible.
Los avances tecnológicos de la bioinformática y de secuenciación de gran rendimiento han proporcionado herramientas moleculares adicionales para el descubrimiento de promotores. Se pueden emplear células, tejidos u órganos vegetales diana particulares en una etapa específica del desarrollo o bajo condiciones químicas, medioambientales o fisiológicas determinadas como fuente de material para aislar el ARNm y construir las bibliotecas de ADNc. Las bibliotecas de ADNc se secuencian rápidamente y las secuencias expresadas se catalogan electrónicamente. El uso de software para el análisis de secuencias permite estudiar miles de secuencias en un período corto y comparar las secuencias de las bibliotecas de ADNc seleccionadas. La combinación de métodos de substracción por ordenador y de laboratorio permite a los investigadores rastrear y comparar bibliotecas de ADNc e identificar las secuencias que tengan el perfil de expresión deseado. Por ejemplo, se pueden identificar las secuencias que se expresan preferiblemente en un tejido por comparación de una biblioteca de ADNc de un tejido con las bibliotecas de ADNc de otros tejidos y "substraer" electrónicamente las secuencias comunes para encontrar las secuencias que solamente se expresan en el tejido diana de interés. La secuencia mejorada para el tejido se puede usar entonces como una sonda o cebador para clonar el correspondiente ADNc de longitud completa. A continuación se puede usar una biblioteca genómica de la planta de in-
terés para aislar el correspondiente gen y los elementos reguladores asociados, incluyendo las secuencias promotoras.
Es posible aislar múltiples secuencias promotoras que confieran el perfil de expresión deseado, tal como promotores embrionarios o mejorados o específicos para tejido de callos, por comparación selectiva de las bibliotecas de ADNc del tejido embrionario o del tejido de callos de interés con bibliotecas de ADNc que no son objetivo o que no presentan antecedentes, tales como bibliotecas de tejido foliar y radicular, para hallar las regiones reguladoras en 5' asociadas con las secuencias expresadas en dichas bibliotecas objetivo. Las secuencias promotoras aisladas se pueden usar para modular selectivamente la expresión de cualquier gen unido operativamente y proporcionar una diversidad adicional de elementos reguladores en un vector de expresión vegetal en los enfoques de apilamiento de genes.
El documento WO 98/37184 describe el promotor LEC1. El promotor era activo a estadios muy tempranos del desarrollo embrionario.
El documento WO 93/05164 describe promotores específicos da callos.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona secuencias de ácidos nucleicos que comprenden secuencias reguladoras ubicadas hacia el extremo 5' de las secuencias codificantes de ADN estructurales de plantas que se transcriben en tejidos embrionarios o de callos y se muestran en la SEQ ID Nº: 38.
En un aspecto, la presente invención proporciona secuencias de ácidos nucleicos que comprenden una secuencia seleccionada del grupo que consiste en la SEQ ID Nº: 38 o cualquier fragmento, región o elemento cis de la secuencia que tenga la capacidad de regular la transcripción de secuencias de ADN unidas operativamente.
La presente invención también proporciona secuencias de ácidos nucleicos que comprenden una secuencia de SEQ ID Nº: 38 que son promotores.
Otro aspecto de la presente invención se refiere al uso de al menos un elemento cis, o un fragmento o una región del mismo, de las secuencias promotoras en 5' descritas que se puedan combinar para crear promotores novedosos o utilizarse en una combinación novedosa con otra secuencia reguladora heteróloga para crear un promotor quimérico que puede modular la transcripción de una secuencia de ADN unida operativamente.
Por lo tanto, la presente invención se refiere al uso de la secuencia de ácidos nucleicos que se describe en la SEQ ID Nº: 38, o cualquier fragmento, región o elemento cis de las secuencias descritas, que pueden regular la transcripción de una secuencia de ADN cuando están unidas operativamente a dicha secuencia de ADN. Por ello, la invención no sólo engloba la secuencia tal como se describe en la SEQ ID Nº: 38, sino que también incluye cualquier derivado truncado o de deleción, o fragmentos o regiones de la misma, que puedan funcionar independientemente como promotores, incluyendo los elementos cis, que pueden funcionar como secuencias reguladoras junto con una o varias secuencias reguladoras cuando están ligados operativamente a una secuencia que se pueda transcribir.
La presente invención engloba entonces un nuevo promotor, o un promotor quimérico o híbrido, que comprende una secuencia de ácidos nucleicos tal como se describe en la SEQ ID Nº: 38. Los promotores quiméricos o híbridos pueden consistir en fragmentos, regiones o elementos cis de cualquier longitud de la secuencia descrita en la SEQ ID Nº: 38, combinadas con cualquier otro promotor de longitud completa o mínimo activo en la transcripción. Por ejemplo, una secuencia promotora seleccionada de la SEQ ID Nº: 38 se puede combinar con un promotor CaMV 35S u otro promotor para construir un nuevo promotor quimérico. También se puede utilizar un promotor mínimo en combinación con las secuencias de ácidos nucleicos de la presente invención. Un nuevo promotor también comprende cualquier promotor construido mediante manipulación por ingeniería genética de la secuencia de ácidos nucleicos que se describe en la SEQ ID Nº: 38 o cualquier fragmento, región o elemento cis de las secuencias descritas, en cualquier forma que sea suficiente para transcribir una secuencia de ADN unida operativamente.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a la capacidad de la secuencia promotora de SEQ ID Nº: 38, o fragmentos, regiones o elementos cis de la misma, para regular la transcripción de secuencias unidas operativamente para dicha transcripción en tejidos embrionarios o de callos. Los fragmentos, las regiones o los elementos cis de SEQ ID Nº: 38 que pueden regular la transcripción de secuencias de ADN unidas operativamente en ciertos tejidos se pueden aislar a partir de la secuencia de ácidos nucleicos descrita de SEQ ID Nº: 38 y usar para manipular por ingeniería genética promotores novedosos que confieran una expresión embrionaria mejorada o mejorada en callos de dichas secuencias de ADN unidas operativamente o en combinación con otras secuencias reguladoras heterólogas.
La presente invención también engloba construcciones de ADN que comprenden la secuencia descrita tal como se muestra en la SEQ ID Nº: 38, o cualquier fragmento, región o elemento cis de la misma, incluyendo promotores novedosos generados usando las secuencias descritas, o cualquier fragmento, región o elemento cis de dichas secuencias descritas.
La presente invención también incluye cualquier célula y planta transgénica que contenga el ADN que se describe en la secuencia tal como muestra en la SEQ ID Nº: 38, o cualquier fragmento, región o elemento cis de la misma.
La presente invención también proporciona un método para regular la transcripción de una secuencia de ADN que comprende ligar operativamente la secuencia de ADN a cualquier ácido nucleico que comprenda todo o cualquier fragmento, región o elemento cis de una secuencia de SEQ ID Nº: 38.
En otra realización, la presente invención proporciona un método para conferir una expresión mejorada o específica embrionaria o en callos ligando operativamente una secuencia de SEQ ID Nº: 38, o cualquier fragmento, región o elemento cis de las secuencias descritas, a cualquier secuencia de ADN que pueda transcribirse. Los fragmentos, las regiones o los elementos cis del promotor descrito que se muestra en la SEQ ID Nº: 38 que puedan conferir una mayor expresión en tejidos embrionarios o de callos a secuencias de ADN unidas operativamente, pueden manipularse por ingeniería genética y utilizarse independientemente en combinaciones novedosas, incluyendo multímeros o derivados truncados, y los promotores novedosos se pueden ligar operativamente a una secuencia de ADN que puede transcribirse. Los fragmentos, las regiones o los elementos cis descritos de las secuencias descritas que puedan conferir una mayor expresión en tejidos embrionarios o de callos a las secuencias de ADN unidas operativamente se pueden usar en combinación con un promotor heterólogo, incluyendo un promotor mínimo, para crear un promotor novedosos quimérico o híbrido.
La presente invención también proporciona un método para obtener una planta transgénica mediante la introducción en la célula de una planta de una construcción de ADN que comprende: (i) un promotor que comprende un ácido nucleico que contiene una secuencia de SEQ ID Nº: 38, o fragmentos, regiones o elementos cis de la misma, y que se encuentra unida operativamente al promotor, (ii) una secuencia de ADN que puede transcribirse y (iii) una región no traducida en 3'.
La presente invención también proporciona un método para aislar al menos una secuencia reguladora en 5' de un perfil de expresión deseado de una planta objetivo de interés por medio de la evaluación de una colección de secuencias de ácidos nucleicos de EST derivadas de al menos una biblioteca de ADNc preparada a partir del tipo de célula vegetal de interés, la comparación de las secuencias de EST de al menos una biblioteca de ADNc vegetal objetivo y al menos una biblioteca de ADNc de EST no objetivo procedente de un tipo de célula vegetal diferente, la substracción de las secuencias de EST comunes encontradas en ambas bibliotecas objetivo y no objetivo, el diseño de cebadores específicos de genes a partir de las EST restantes después de las substracciones que sean representativas de las secuencias expresadas seleccionadas como objetivo y el aislamiento de al menos una secuencia reguladora y flanqueante en 5' correspondiente, que incluye al menos una secuencia promotora de una biblioteca genómica preparada a partir de la planta objetivo usando cebadores específicos de genes.
Los aspectos anteriores y otros de la invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y de los dibujos adjuntos.
La presente invención incluye una lista de secuencias de la que la SEQ ID Nº 38 es parte de la presente invención.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un mapa de plásmido del pMON19469
La figura 2 es un mapa de plásmido del pMON39721
La figura 3 es un mapa de plásmido del pMON51002
La figura 4 es un mapa de plásmido del pMON51008
La figura 5 es un mapa de plásmido del pMON51001
La figura 6 es un mapa de plásmido del pMON51009
La figura 7 es un mapa de plásmido del pMON51003
La figura 8 es un mapa de plásmido del pMON51010
El plásmido pMON19469 es un vector de expresión que consiste en los siguientes componentes genéticos: P-CaMV.35S es el promotor para el ARN 35S del CaMV (virus del mosaico de la coliflor) que contiene una duplicación en tándem de la región -90 a -300 (patente de los EE.UU. número 5.322.938); el intrón I-Zm.Hsp70 es la secuencia pertinente de la proteína de choque térmico del maíz que se describe en las patentes de los EE.UU. números 5.593.874 y 5.859.347); Ec.GUS: 1 es la región codificante de la beta-glucuronidasa de E. coli; T-AGRTU.nos es la señal de terminación del gen de la nopalina sintasa; ori-M13 y ori-pUC son orígenes de replicación; AMP es la región codificante para la selección con ampicilina.
El plásmido pMON39721 es un vector de transformación vegetal de doble borde (bordes de ADN-T derecho (BD) e izquierdo (BI)) que consiste en los siguientes componentes genéticos: P-CaMV.35S es el promotor CaMV 35S (patente de los EE.UU. número 5.352.605); AGRTU.nptII es la secuencia codificante de Agrobacterium tumefaciens que confiere resistencia al antibiótico kanamicina; T-AGRTU.nos es la secuencia de terminación en 3' del gen de la nopalina sintasa aislada de Agrobacterium tumefaciens; ori322 y oriV son orígenes de replicación; aad es la secuencia codificante que confiere resistencia a los antibióticos espectinomicina y estreptomicina.
El plásmido pMON51002 es un vector de expresión que consiste en los siguientes componentes genéticos: ZM-70025861 es el promotor para la expresión mejorada en embriones de Zea mays aislado de una biblioteca genómica de embriones de Zea mays; el intrón I-Zm.Hsp70 es la secuencia pertinente de la proteína de choque térmico del maíz que se describe en las patentes de los EE.UU. números 5.593.874 y 5.859.347; Ec.GUS: 1 es la región codificante de la beta-glucuronidasa de E. coli; T-AGRTU.nos es la señal de terminación del gen de la nopalina sintasa; ori-M13 y ori-pUC son orígenes de replicación; AMP es la región codificante para la selección con ampicilina.
El plásmido pMON51008 es un vector de transformación vegetal de doble borde, bordes de ADN-T derecho (BD) e izquierdo (BI), que consiste en los siguientes componentes genéticos: ZM-70025861 es el promotor de la expresión mejorada en embriones de Zea mays aislado de una biblioteca genómica de embriones de Zea mays; el intrón I-Zm.Hsp70 es la secuencia pertinente de la proteína de choque térmico del maíz que se describe en las patentes de los EE.UU. números 5.593.874 y 5.859.347); Ec.GUS: 1 es la región codificante de la beta-glucuronidasa de E. coli; T-AGRTU.nos es la señal de terminación de la nopalina sintasa; P-CaMV.35S es el promotor CaMV 35S (patente de los EE.UU. número 5.352.605); AGRTU.nptII es la secuencia codificante de Agrobacterium tumefaciens que confiere resistencia al antibiótico kanamicina; T-AGRTU.nos es la secuencia de terminación en 3' del gen de la nopalina sintasa aislada de Agrobacterium tumefaciens; ori322 y oriV son orígenes de replicación; aad es la secuencia codificante que confiere resistencia a los antibióticos espectinomicina y estreptomicina.
El plásmido pMON51001 es un vector de expresión que consiste en los siguientes componentes genéticos: ZM-700267629 es el promotor de la expresión mejorada en embriones de Zea mays aislado de una biblioteca genómica de embriones de Zea mays; el intrón I-Zm.Hsp70 es la secuencia pertinente de la proteína de choque térmico del maíz que se describe en las patentes de los EE.UU. números 5.593.874 y 5.859.347; Ec.GUS: 1 es la región codificante de la beta-glucuronidasa de E. coli; T-AGRTU.nos es la señal de terminación del gen de la nopalina sintasa; ori-M13 y ori-pUC son orígenes de replicación; AMP es la región codificante para la selección con ampicilina.
El plásmido pMON51009 es un vector de transformación vegetal de borde doble, bordes de ADN-T derecho (BD) e izquierdo (BI), que consiste en los siguientes componentes genéticos: ZM-700267629 es el promotor de la expresión mejorada en embriones de Zea mays aislado de una biblioteca genómica de embriones de Zea mays; el intrón I-Zm.Hsp70 es la secuencia pertinente de la proteína de choque térmico de maíz que se describe en las patentes de los EE.UU. números 5.593.874 y 5.859.347); Ec.GUS: 1 es la región codificante de la beta-glucuronidasa de E. coli; T-AGRTU.nos es la señal de terminación del gen de la nopalina sintasa, P-CaMV.35S es el promotor CaMV 35S (patente de los EE.UU. número 5.352.605); AGRTU.nptII es la secuencia codificante de Agrobacterium tumefaciens que confiere resistencia al antibiótico kanamicina; T-AGRTU.nos es la secuencia de terminación en 3' del gen de la nopalina sintasa aislado de Agrobacterium tumefaciens; ori322 y oriV son orígenes de replicación; aad es la secuencia codificante que confiere resistencia a los antibióticos espectinomicina y estreptomicina.
El plásmido pMON51003 es un vector de expresión que consiste en los siguientes componentes genéticos: ZM-700263624 es el promotor de la expresión mejorada en embriones de Zea mays aislado de una biblioteca genómica de embriones de Zea mays; el intrón I-Zm.Hsp70 es la secuencia pertinente de la proteína de choque térmico del maíz que se describe en las patentes de los EE.UU. números 5.593.874 y 5.859.347); Ec.GUS: 1 es la región codificante de la beta-glucuronidasa de E. coli; T-AGRTU.nos es la señal de terminación del gen de la nopalina sintasa; ori-M13 y ori-pUC son orígenes de replicación; AMP es la región codificante para la selección con ampicilina.
El plásmido pMON51010 es un vector de transformación vegetal de borde doble, bordes de ADN-T derecho (BD) e izquierdo (BI), que consiste en los siguientes componentes genéticos: ZM-700263624 es el promotor de la expresión mejorada en embriones de Zea mays aislado de una biblioteca genómica de embriones de Zea mays; el intrón I-Zm.Hsp70 es la secuencia pertinente de la proteína de choque térmico de maíz que se describe en las patentes de los EE.UU. números 5.593.874 y 5.859.347); Ec.GUS: 1 es la región codificante de la beta-glucuronidasa de E. coli; T-AGRTU.nos es la señal de terminación del gen de la nopalina sintasa, P-CaMV.35S es el promotor CaMV 35S (patente de los EE.UU. número 5.352.605) AGRTU.nptII es la secuencia codificante de Agrobacterium tumefaciens que confiere resistencia al antibiótico kanamicina; T-AGRTU.nos es la secuencia de terminación 3' del gen de la nopalina sintasa aislada de Agrobacterium tumefaciens; ori322 y oriV son orígenes de replicación; aad es la secuencia codificante que confiere resistencia a los antibióticos espectinomicina y estreptomicina.
Descripción detallada de la invención
Los genes de interés (GOI) que confieren tolerancia a un herbicida o antibiótico, gen de una proteína insecticida, genes de resistencia a enfermedades, genes que afectan el crecimiento, metabolismo o desarrollo vegetal, la producción de aceite y aceites modificados y genes que codifican proteínas farmacéuticas, por ejemplo, son considerados aspectos de la presente invención. Dichas composiciones y los métodos que se describen en el presente documento se pueden usar con respecto a cualquier planta que pueda modificarse genéticamente mediante los métodos de biotecnología vegetal. Las composiciones y los métodos del presente documento describen secuencias de ADN que son de utilidad para la expresión de productos transgénicos en embriones y semillas vegetales.
Las siguientes definiciones y métodos se proporcionan para definir mejor la presente invención y para guiar a los expertos habituales en la técnica en expertos en la técnica en la práctica de la presente invención. A menos que se indique lo contrario, los términos se comprenderán según su uso convencional por los expertos en la técnica pertinente. Se utiliza la nomenclatura de las bases de ADN definidas en el 37 CFR \NAK 1.822. Se emplea la nomenclatura de residuos de aminoácidos habitual de una y tres letras.
"(Secuencia de) ácido nucleico" o "(secuencia de) polinucleótidos" se refiere a ADN o ARN de cadena simple o doble de origen genómico o sintético, es decir, un polímero de bases de desoxirribonucleótidos o ribonucleótidos, respectivamente, leído desde el extremo 5' hacia el extremo 3'. El ácido nucleico puede representar la cadena sentido o la cadena complementaria (antisentido).
"Nativo" se refiere a una secuencia de ácido nucleico que se produce en la naturaleza ("de tipo natural").
Secuencia "heteróloga" se refiere a una secuencia que se origina de una fuente o especie extraña o, si proviene de la misma fuente, está modificada con respecto a su forma original.
Una secuencia "aislada" de ácido nucleico está substancialmente separada o purificada de otras secuencias de ácidos nucleicos con las que se asocia habitualmente dicho ácido nucleico en la célula del organismo del que procede naturalmente el ácido nucleico, es decir, otro ADN cromosómico o extracromosómico. El término engloba ácidos nucleicos que se purifican bioquímicamente para separar substancialmente los ácidos nucleicos y otros componentes celulares. El término también engloba ácidos nucleicos recombinantes y ácidos nucleicos sintetizados químicamente.
El término "substancialmente purificado", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a una molécula separada de substancialmente todas las demás moléculas habitualmente asociadas con ella en su estado nativo. Más preferiblemente, una molécula substancialmente purificada es la especie predominante presente en una preparación. Una molécula substancialmente purificada puede estar libre en más de un 60%, preferiblemente libre en el 75%, más preferiblemente libre en el 90%, de las otras moléculas (exclusivas de solvente) presentes en la mezcla natural. El término "substancialmente purificado" no pretende englobar las moléculas presentes en su estado nativo.
Una primera secuencia de ácido nucleico presenta una "identidad substancial" con una secuencia de ácido nucleico de referencia si, cuando se alinean de forma óptima (con un total de inserciones o supresiones de nucleótidos apropiados que representa menos del 20 por ciento de la secuencia de referencia en el margen de comparación) con el otro ácido nucleico (o la cadena complementaria del mismo), hay al menos aproximadamente un 75% de identidad de secuencia de nucleótido, preferiblemente al menos aproximadamente un 80% de identidad, más preferiblemente al menos aproximadamente un 85% de identidad y lo más preferiblemente lo más preferiblemente al menos aproximadamente un 90% de identidad en el margen de comparación de al menos 20 posiciones de nucleótidos, preferiblemente al menos 50 posiciones de nucleótidos, más preferiblemente al menos 100 posiciones de nucleótidos y lo más preferiblemente la longitud completa del primer ácido nucleico. La alineación óptima de secuencias para la alineación en una ventana de comparación se puede realizar mediante el algoritmo de homología local de Smith y Waterman Adv. Appl. Math. 2: 482, 1981; mediante el algoritmo de alineación por homología de Needleman y Wunsch, J. Mol. Biol. 48: 443, 1970; mediante el método de búsqueda de similitud de Pearson y Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. EE.UU. 85: 2444, 1988; preferiblemente con las puestas en práctica por ordenador de estos algoritmos (GAP, BESTFIT, FASTA y TFASTA del Paquete de Software de Wisconsin Genetics, Release 7.0, Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, WI. El ácido nucleico de referencia puede ser una molécula de longitud completa o una porción de una molécula más larga. Alternativamente, dos ácidos nucleicos presentan una identidad substancial si uno se hibrida con el otro bajo condiciones astringentes, como se definirá más adelante.
Una primera secuencia de ácido nucleico está "unida operativamente" con una segunda secuencia de ácido nucleico cuando las secuencias están dispuestas de manera tal que dicha primera secuencia de ácido nucleico afecta a la función de la segunda secuencia de ácido nucleico. Preferiblemente, las dos secuencias son parte de una sola molécula de ácido nucleico contigua y más preferiblemente son adyacentes. Por ejemplo, un promotor está unido operativamente a un gen si el promotor regula o interviene mediando la transcripción del gen en una célula.
Un ácido nucleico "recombinante" se elabora por medio de una combinación artificial de dos segmentos de secuencia por lo demás separados, por ejemplo, mediante síntesis química o manipulación de segmentos de ácidos nucleicos aislados con técnicas de ingeniería genética. Las técnicas para la manipulación de ácidos nucleicos son bien conocidas (véase, por ejemplo, Sambrook et al., 1989, y Ausubel et al., 1992).
Los métodos para la síntesis química de ácidos nucleicos se describen, por ejemplo, en Beaucage y Carruthers, Tetra. Letts. 22: 1859-1862, 1981, y Matteucci et al., J. Am. Chem. Soc. 103: 3185, 1981. La síntesis química de ácidos nucleicos se puede realizar, por ejemplo, con sintetizadores automáticos de oligonucleótidos comerciales.
Una "secuencia sintética de ácidos nucleicos" se puede diseñar y sintetizar químicamente para lograr una mayor expresión en células huésped particulares y a los fines de clonación en vectores apropiados. Las células huésped a menudo presentan un patrón preferido de utilización de codones (Murray et al., 1989). Los ADN sintéticos diseñados para mejorar la expresión en un huésped particular deberían, por ello, reflejar el patrón de utilización de codones en la célula huésped. Hay programas de ordenador para estos fines, incluyendo, sin limitaciones, los programas "BestFit" o "Gap" del Paquete de Software para Análisis de Secuencias, Genetics Computer Group, Inc., Centro de Biotecnología de la Universidad de Wisconsin, Madison, WI 53711.
La "amplificación" de ácidos nucleicos o "reproducción de ácidos nucleicos" se refiere a la producción de copias adicionales de una secuencia de ácido nucleico y se lleva a cabo usando tecnologías de reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Se conoce una variedad de métodos de amplificación en la técnica y se describen, entre otros, en las patentes de los EE.UU. números: 4.683.195 y 4.683.202 y en PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, ed. Innis et al., Academic Press, San Diego, 1990. En PCR, un cebador se refiere a un oligonucleótido corto de secuencia definida que se alinea con un molde de ADN para iniciar la reacción en cadena de la polimerasa.
Los términos "transformado", "transfectado" o "transgénico" se refieren a una célula, tejido, órgano u organismo en el que se ha introducido un ácido nucleico extraño, tal como un vector recombinante. Preferiblemente, el ácido nucleico introducido está integrado en el ADN genómico de la célula, tejido, órgano u organismo receptor, de manera tal que el ácido nucleico introducido es heredado por la subsiguiente progenie. Una célula u organismo "transgénico" o "transformado" también incluye la progenie de la célula o del organismo y la progenie producida en un programa de cría empleando dicha planta "transgénica" como progenitor en un cruzamiento y que muestra un fenotipo alterado como resultado de la presencia de una construcción o un vector recombinante.
El término "gen" se refiere a ADN cromosómico, ADN plásmido, ADNc, ADN sintético u otro ADN que codifica un péptido, polipéptido, proteína o molécula de ARN y las regiones flanqueantes de la secuencia codificante que participa en la regulación de la expresión. Algunos genes pueden transcribirse en ARNm y traducirse en polipéptidos (genes estructurales); otros genes pueden transcribirse en ARN (por ejemplo ARNr, ARNt); y otros tipos de funciones genéticas como reguladores de la expresión (genes reguladores).
"Expresión" de un gen se refiere a la transcripción de un gen para producir el correspondiente ARNm y la traducción de este ARNm para producir el correspondiente producto génico, es decir, un péptido, polipéptido o proteína. La expresión génica está controlada o modulada por elementos reguladores incluyendo los elementos reguladores en 5', tal como promotores.
"Componente genético" se refiere a cualquier secuencia de ácido nucleico o elemento genético que también puede ser un componente o parte de un vector de expresión. Ejemplos de componentes genéticos incluyen, pero sin limitaciones, regiones promotoras, secuencias líder no traducidas en 5', intrones, genes, regiones no traducidas en 3' y otras secuencias reguladoras o secuencias que afectan a la transcripción o a la traducción de una o varias secuencias de ácidos nucleicos.
Los términos "construcción de ADN recombinante", "vector recombinante", "vector de expresión" o "casete de expresión" se refieren a cualquier agente, tal como un plásmido, cósmido, virus, BAC (cromosoma artificial bacteriano), secuencia de replicación autónoma, fago o secuencia de nucleótidos de ADN o ARN circular o linear de cadena simple o de cadena doble, derivado de cualquier fuente, que puede integrarse en el genoma o replicarse de forma autónoma, que comprende una molécula de ADN en la que se han ligado una o varias secuencias de ADN de una manera funcionalmente operativa.
"Complementario" se refiere a la asociación natural de secuencias de ácidos nucleicos mediante apareamiento de bases (pares A-G-T con la secuencia complementaria T-C-A). La complementariedad entre dos moléculas de cadena simple puede ser parcial, si solamente algunos de los pares de ácidos nucleicos son complementarios; o completa, si todos los pares de bases son complementarios. El grado de complementariedad afecta la eficacia y la fuerza de las reacciones de hibridación y amplificación.
"Homología" se refiere al nivel de similitud entre secuencias de ácidos nucleicos o aminoácidos en lo que se refiere al porcentaje de identidad de posición de nucleótidos o aminoácidos, respectivamente, es decir, la similitud o identidad de secuencia. La homología también se refiere al concepto de propiedades funcionales similares entre diferentes ácidos nucleicos o proteínas.
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"EST" o etiquetas de secuencia expresada son secuencias cortas de clones seleccionadas aleatoriamente de una biblioteca de ADNc (o ADN complementario) que son representativos de los insertos de ADNc de estos clones aleatoriamente seleccionados (McCombie, et al., Nature Genetics, 1: 124, 1992; Kurata, et al., Nature Genetics, 8: 365,1994; Okubo, et al., Nature Genetics, 2: 173, 1992).
El término "Northern electrónico" se refiere a un análisis de secuencia por ordenador que permite la comparación electrónica de secuencias de múltiples bibliotecas de ADNc partiendo de la base de parámetros que son identificados por el investigador, incluyendo la abundancia de poblaciones de EST en múltiples bibliotecas de ADNc o exclusivamente de conjuntos de EST de una o de combinaciones de bibliotecas.
"Formación de subconjuntos" se refiere a un método de comparación de secuencias de ácidos nucleicos de fuentes diferentes o múltiples que se puede usar para evaluar el perfil de expresión de las secuencias de ácidos nucleicos que reflejan la actividad de transcripción genética y la estabilidad de mensaje en un tejido particular, en un momento particular o bajo condiciones particulares.
"Promotor" se refiere a una secuencia de ácido nucleico ubicada hacia el extremo 5' con respecto al codón de iniciación de la traducción de un marco de lectura abierto (o región que codifica una proteína) de un gen y que participa en el reconocimiento y la unión de la ARN polimerasa II y otras proteínas (factores de transcripción que actúan en trans) para iniciar la transcripción. Un "promotor vegetal" es un promotor nativo o no nativo que es funcional en células vegetales. Los promotores constitutivos son funcionales en la mayoría o todos los tejidos de una planta durante todo el desarrollo de la planta. Los promotores específicos de tejidos, órganos o células se expresan única o predominantemente en un tejido, órgano o tipo de célula particular, respectivamente. En lugar de expresarse "específicamente" en un tejido, órgano o tipo de célula dado, un promotor puede presentar una expresión "mejorada", es decir, un nivel de expresión mayor, en una parte (por ejemplo, tipo de célula, tejido u órgano) de la planta en comparación con otras partes de la planta. Los promotores regulados temporalmente son funcionales sólo o predominantemente durante ciertos períodos del desarrollo de la planta o en ciertos momentos del día, como, por ejemplo, en el caso de los genes asociados con el ritmo circadiano. Los promotores inducibles expresan selectivamente una secuencia de ADN unida operativamente como respuesta a la presencia de un estímulo endógeno o exógeno, por ejemplo por compuestos químicos (inductores químicos) o como respuesta a señales medioambientales, hormonales, químicos y/o del desarrollo. Los promotores inducibles o regulados incluyen, por ejemplo, los promotores regulados por luz, calor, estrés, inundaciones o sequía, fitohormonas, lesiones o sustancias químicas, tal como etanol, jasmonato, ácido salicílico o protectores.
Se puede emplear cualquier promotor vegetal como secuencia reguladora en 5' para modular la expresión de uno o varios genes particulares. Un promotor preferido sería un promotor vegetal de la ARN polimerasa II. Los promotores vegetales de ARN polimerasa II, como los de otros eucariotas superiores, presentan estructuras complejas y están compuestos por varios elementos distintivos. Uno de dichos elementos es la caja TATA o la caja Goldberg-Hogness, que es necesaria para la expresión correcta de genes eucariotas in vitro y una iniciación de la transcripción precisa y eficaz in vivo. La caja TATA está ubicada normalmente a aproximadamente de -25 a -35, es decir, a 25-35 pares de bases (pb) hacia el extremo 5' del sitio de iniciación de la transcripción, o sitio protegido, definido como la posición +1 (Breathnach y Chambon, Ann. Rev. Biochem. 50: 349-383, 1981; Messing et al., En: Genetic Engineering of Plants, Kosuge et al., eds., págs. 211-227, 1983). Otro elemento común, la caja CCAAT, está ubicado entre -70 y -100 pb. En plantas, la caja CCAAT puede presentar una secuencia consenso diferente de la secuencia funcionalmente análoga de los promotores de mamíferos (el análogo vegetal se ha denominado "caja AGGA" para diferenciarla de su homóloga animal; Messing et al., En: Genetic Engineering of Plants, Kosuge et al., eds., págs. 211-227, 1983). Además, prácticamente todos los promotores incluyen secuencias o potenciadores activadores adicionales hacia el extremo 5' (Benoist y Chambon, Nature 290: 304-310, 1981; Gruss et al., Proc. Nat. Acad. Sci. EE.UU. 78: 943-947, 1981; y Khoury y Gruss, Cell 27: 313-314, 1983) que se extienden desde aproximadamente -100 pb hasta -1,000 pb o más hacia el extremo 5' del sitio de iniciación de la transcripción.
Cuando se fusionan a secuencias de ADN heterólogas, dichos promotores producen normalmente la transcripción de la secuencia fusionada de una manera que es similar a la de la secuencia genética con la que el promotor está asociada habitualmente. Los fragmentos promotores que incluyen secuencias reguladoras se pueden agregar (por ejemplo, fusionar al extremo 5' o insertar dentro de un promotor activo que posee sus propias secuencias reguladoras parciales o completas (Fluhr et al., Science 232: 1106-1112, 1986; Ellis et al., EMBO J. 6: 11-16, 1987; Strittmatter y Chua, Proc. Nat. Acad. Sci. EE.UU. 84: 8986-8990, 1987; Poulsen y Chua, Mol. Gen. Genet. 214: 16-23, 1988; Comai et al., Plant Mol. Biol. 15: 373-381, 1991). Alternativamente, las secuencias reguladoras heterólogas se pueden agregar a la región hacia el extremo 5' de un promotor inactivo, truncado, por ejemplo, un promotor que solamente incluya el centro TATA y, a veces, los elementos CCAAT (Fluhr et al., Science 232: 1106-1112, 1986; Strittmatter y Chua, Proc. Nat. Acad. Sci. EE.UU. 84: 8986-8990, 1987; Aryan et al., Mol. Gen. Genet. 225: 65-71, 1991).
Los promotores están compuestos normalmente de múltiples "elementos reguladores de la transcripción que actúan en cis", o simplemente "elementos cis", distintos, cada uno de los cuales puede conferir un aspecto diferente del control general de la expresión génica (Strittmatter y Chua, Proc. Nat. Acad. Sci. EE.UU. 84: 8986-8990, 1987; Ellis et al., EMBO J. 6: 11-16, 1987; Benfey et al., EMBO J. 9: 1677-1684, 1990). A los "elementos cis" se unen factores de proteínas que actúan en trans y que regulan la transcripción. Algunos elementos cis se unen a más de un factor y los factores de transcripción que actúan en trans pueden interactuar, con diferentes afinidades, con más de un elemento cis (Johnson y McKnight, Ann. Rev. Biochem. 58: 799-839, 1989). Los factores de transcripción, los elementos cis correspondientes y el análisis de su interacción en plantas se describen, por ejemplo, en: Martin, Curr. Opinions Biotech. 7: 130-138, 1996; Murai, En: Methods in Plant Biochemistry and Molecular Biology, Dashek, ed., CRC Press, 1997, págs. 397-422; y Methods in Plant Molecular Biology, Maliga et al., eds., Cold Spring Harbor Press, 1995, págs. 233-300. Las secuencias promotoras de la presente invención pueden contener "elementos cis" capaces de modular la expresión génica.
Los elementos cis se pueden identificar mediante varias técnicas, incluyendo análisis de deleción, es decir, la deleción de uno o varios nucleótidos del extremo 5' o internos en el promotor; análisis de proteínas de unión a ADN usando huellas con la ADNasa I, interferencia por metilación, ensayos de cambio de movilidad por electroforesis, huella genómica in vivo mediante PCR mediada por ligación y otros ensayos convencionales; o por similitud de secuencia con motivos de elementos cis conocidos con los métodos de comparación de secuencia convencionales. La estructura fina de un elemento cis se puede estudiar adicionalmente por mutagénesis (o substitución) de uno o varios nucleótidos o con otros métodos convencionales. Véase, por ejemplo, Methods in Plant Biochemistry and Molecular Biology, Dashek, ed., CRC Press, 1997, págs. 397-422; y Methods in Plant Molecular Biology, Maliga et al., eds., Cold Spring Harbor Press, 1995, págs. 233-300.
Los elementos cis se pueden obtener por síntesis química o por clonación a partir de promotores que incluyen dichos elementos y se pueden sintetizar con secuencias flanqueantes adicionales que contengan sitios de enzimas de restricción útiles para facilitar la subsiguiente manipulación. En una realización, los promotores están compuestos de múltiples "elementos reguladores de la transcripción que actúan en cis", o simplemente "elementos cis", distintos, cada uno de los cuales puede modular un aspecto diferente del control general de la expresión génica (Strittmatter y Chua, Proc. Nat. Acad. Sci. EE.UU. 84: 8986-8990, 1987; Ellis et al., EMBO J. 6: 11-16, 1987; Benfey et al., EMBO J. 9: 1677-1684, 1990). Por ejemplo, las combinaciones de regiones o fragmentos de elementos cis del promotor 35S pueden presentar patrones de expresión específicos de tejidos (véase la patente de los EE.UU. número 5.097.025). En una realización, se pueden identificar regiones de secuencia que comprenden los "elementos cis" de la secuencia de ácidos nucleicos de SEQ ID Nº: 38 usando programas de ordenador diseñados específicamente para identificar los motivos, dominios o elementos cis dentro de las secuencias por comparación con elementos cis conocidos o se pueden usar para alinear múltiples secuencias reguladoras en 5' para identificar nuevos elementos cis.
La presente invención incluye los elementos cis de SEQ ID Nº: 38, o los homólogos de los elementos cis conocidos por realizar la regulación genética que presentan homología con las secuencias de ácidos nucleicos de la presente invención. En la bibliografía se conocen varios de dichos elementos, tal como los elementos que son regulados por numerosos factores tal como luz, calor o estrés; los elementos que son regulados o inducidos por patógenos o sustancias químicas y similares. Dichos elementos pueden regular la expresión génica de forma positiva o negativa, según las condiciones. Los ejemplos de elementos cis incluyen, pero sin limitaciones, elementos que responden a oxígeno (Cowen et al., J. Biol. Chem. 268(36): 26904, 1993), elementos reguladores ligeros (véase, por ejemplo, Bruce y Quaill, Plant Cell 2(11): 1081. 1990, y Bruce et al., EMBO J. 10: 3015, 1991), un elemento cis que responde al tratamiento con jasmonato de metilo (Beaudoin y Rothstein, Plant Mol. Biol. 33: 835, 1997), elementos que responden a ácido salicílico (Strange et al., Plant J. 11: 1315, 1997), elementos que responden al choque térmico (Pelham et al., Trends Genet. 1: 31, 1985), elementos que responden al estrés abiótico y por lesiones (Loace et al., Proc. Natl. Acad. Sci. EE.UU. 89: 9230, 1992; Mhiri et al., Plant Mol. Biol. 33: 257, 1997), elementos de temperatura baja (Baker et al., Plant Mol. Biol. 24: 701, 1994; Jiang et al., Plant Mol. Biol. 30: 679, 1996; Nordin et al., Plant Mol. Biol. 21: 641, 1993; Zhou et al., J. Biol. Chem. 267: 23515, 1992) y elementos que responden a sequía (Yamaguchi et al., Plant Cell 6: 251-264, 1994; Wang et al., Plant Mol. Biol. 28: 605, 1995; Bray E. A. Trends in Plant Science 2: 48, 1997).
La presente invención engloba entonces regiones, dominios, fragmentos o "elementos cis" de las moléculas de ácidos nucleicos descritas y los fragmentos de ácido nucleico pueden incluir cualquier región contigua de las secuencias descritas. Las regiones promotoras de la presente invención que se muestran en la SEQ ID Nº: 38 pueden contener uno o varios elementos reguladores incluyendo, sin limitaciones, "elementos cis" o dominios que pueden regular la transcripción de secuencias de ADN unidas operativamente en semillas de plantas y en los tejidos de dichas semillas. Los tejidos de las semillas vegetales incluyen el embrión, compuesto de células embrionarias y tejidos embrionarios, tal como el escutelo, el endosperma, la aleurona y el recubrimiento de la semilla.
Los promotores vegetales pueden incluir promotores producidos por medio de la manipulación de promotores conocidos para producir promotores sintéticos, quiméricos o híbridos. Dichos promotores pueden combinar elementos cis de uno o varios promotores, por ejemplo, por adición de una secuencia reguladora heteróloga a un promotor activo con sus propias secuencias reguladoras parciales o completas (Ellis et al., EMBO J. 6: 11-16, 1987; Strittmatter y Chua, Proc. Nat. Acad. Sci. EE.UU. 84: 8986-8990, 1987; Poulsen y Chua, Mol. Gen. Genet. 214: 16-23, 1988; Comai et al., Plant. Mol. Biol. 15: 373-381, 1991). Los promotores quimérico también se han desarrollado mediante la adición de una secuencia reguladora heteróloga a la región 5' de un promotor inactivo, truncado, es decir, un promotor que solamente incluye el centro TATA y, optativamente, los elementos CCAAT (Fluhr et al., Science 232: 1106-1112, 1986; Strittmatter y Chua, Proc. Nat. Acad. Sci. EE.UU. 84: 8986-8990, 1987; Aryan et al., Mol. Gen. Genet. 225: 65-71, 1991). Por consiguiente, la presente invención comprende el diseño, la construcción y el uso de promotores quiméricos o híbridos que comprenden al menos uno de los elementos cis de SEQ ID Nº: 38 para modular la expresión de secuencias de ácidos nucleicos unidas operativamente.
Las secuencias promotoras, los fragmentos, regiones o elementos cis de las mismas de SEQ ID Nº: 38 pueden transcribir las secuencias de ADN en tejido embrionario y por ello pueden regular selectivamente la expresión de genes en estos tejidos. Las secuencias promotoras que regulan la expresión génica preferiblemente en tejidos embrionarios son de utilidad en la transformación y para la expresión selectiva de genes en tejidos maternos. Por ejemplo, los promotores mejorados de embriones pueden ligarse operativamente a marcadores calificables, tal como GUS o GFP. Estos genes reporter (indicadores) codifican para la \beta-glucuronidasa y la proteína fluorescente verde, respectivamente, y cuando están ligados operativamente a las secuencias reguladoras en 5' de la presente invención, pueden ser indicativos del potencial de transformación de los tejidos embrionarios y para optimizar los parámetros de transformación y regeneración. Las secuencias reguladoras en 5' de la presente invención también se pueden usar para la transcripción selectiva de cualquier gen de interés, incluyendo, pero sin limitaciones, los genes destinados a mejorar los rasgos de calidad de las semillas.
El advenimiento de las técnicas genómicas, que comprenden técnicas moleculares y bioinformáticas, ha dado como resultado una secuenciación y análisis rápidos de una gran cantidad de muestras de ADN de un inmenso número de objetivos, incluyendo, pero sin limitaciones, especies vegetales de importancia agronómica. Para identificar las secuencias de ácidos nucleicos de la presente invención en una base de datos o colección de secuencias de ADNc, el primer paso comprende la construcción de bibliotecas de ADNc de tejidos vegetales objetivo de interés. En resumen, las bibliotecas de ADNc se construyen primero a partir de estos tejidos que se cosechan en una etapa particular del desarrollo o en condiciones ambientales determinadas. Al identificar los genes que se expresan diferencialmente en los tejidos vegetales en las distintas etapas del desarrollo, o en condiciones diferentes, se pueden identificar y aislar las correspondientes secuencias reguladoras de dichos genes. La obtención de imágenes de los transcritos permite identificar las secuencias con preferencia por los tejidos partiendo de la base de una obtención de imágenes específica de las secuencias de ácidos nucleicos de una biblioteca de ADNc. El término, obtención de imágenes de los transcritos, tal como se utiliza en el presente documento, significa un análisis que permite comparar la abundancia de los genes expresados en una o varias bibliotecas. Los clones contenidos en una biblioteca de ADNc son secuenciados y las secuencias se comparan con las secuencias contenidas en bases de datos disponibles al público. Los métodos por ordenador permiten que el investigador realice consultas que comparan las secuencias de múltiples bibliotecas. El proceso permite una identificación rápida de los clones de interés en comparación con los métodos de hibridación por substracción convencionales conocidos por los expertos en la técnica.
El uso de metodologías convencionales, permite construir bibliotecas de ADNc a partir del ARNm (ARN mensajero) de un tejido u organismo dado usando cebadores poli dT y transcriptasa inversa (Efstratiadis, et al., Cell 7: 279, 1976; Higuchi, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (EE.UU.) 73: 3146, 1976; Maniatis, et al., Cell 8: 163, 1976; Land et al., Nucleic Acids Res. 9: 2251, 1981; Okayama, et al., Mol. Cell. Biol. 2: 161, 1982; Gubler, et al., Gene 25: 263, 1983).
Se pueden emplear varios métodos para obtener los construcciones de ADNc de longitud completa. Por ejemplo, se puede utilizar la transferasa terminal para agregar colas homopoliméricas de residuos dC a los grupos hidroxilo 3' libres (Land, et al., Nucleic Acids Res. 9: 2251, 1981). Esta cola se puede hibridar entonces con un oligo poli dG que puede actuar como un cebador para la síntesis de la segunda cadena de longitud completa de ADNc. Okayama y Berg, describen un método para obtener construcciones de ADNc de longitud completa. Este método se ha simplificado mediante el uso de adaptadores de cebadores sintéticos que contienen tanto colas homopoliméricas para cebar la síntesis de la primera y segunda cadena como sitios de restricción para la clonación en vectores plásmidos (Coleclough, et al., Gene 34: 305, 1985) y de bacteriófagos (Krawinkel, et al., Nucleic Acids Res. 14: 1913, 1986; y Han, et al., Nucleic Acids Res. 15: 6304, 1987).
Estas estrategias se pueden asociar a estrategias adicionales para aislar poblaciones raras de ARNm. Por ejemplo, una célula de mamífero normal contiene entre 10.000 y 30.000 secuencias diferentes de ARNm. Davidson, Gene Activity in Early Development, 2ª ed., Academic Press, Nueva York, 1976. La cantidad de clones necesarios para alcanzar una probabilidad dada sobre la presencia de un ARNm poco abundante en una biblioteca de ADNc es N = (ln(1-P))/(ln(1-1/n)), en la que N es la cantidad de clones requerida, P es la probabilidad deseada y 1/n es la fracción proporcional del ARNm total representada por un ARNm poco común individual (Sambrook, et al., 1989).
Un método para enriquecer las preparaciones de ARNm en las secuencias de interés consiste en un fraccionamiento por tamaño. Dicho método consiste en un fraccionamiento por electroforesis a través de un gel de agarosa (Pennica, et al., Nature 301: 214, 1983). Otro de tales métodos emplea centrifugación con gradiente de sacarosa en presencia de un agente, tal como hidróxido metilmercúrico, que desnaturaliza la estructura secundaria en el ARN (Schweinfest, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (EE.UU.) 79: 4997-5000, 1982).
Un método adoptado con frecuencia consiste en construir bibliotecas de ADNc equiparadas o normalizadas (Ko, Nucleic Acids Res. 18: 5705, 1990; Patanjali, S. R. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (EE.UU.) 88: 1943, 1991). Normalmente, la población de ADNc se normaliza mediante hibridación por substracción. Schmid, et al., J. Neurochem. 48: 307, 1987; Fargnoli, et al., Anal. Biochem. 187: 364, 1990; Travis, et al., Proc. Natl. Acad. Sci (EE.UU.) 85: 1696, 1988; Kato, Eur. J. Neurosci. 2: 704, 1990; y Schweinfest, et al., Genet. Anal. Tech. Appl. 7: 64, 1990). La substracción representa otro método para reducir la población de algunas secuencias en la biblioteca de ADNc. Swaroop, et al., Nucleic Acids Res. 19: 1954, 1991). Las bibliotecas normalizadas se pueden construir usando el procedimiento de Soares (Soares et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (EE.UU.) 91: 9228, 1994). Este enfoque está diseñado para reducir la variación inicial de 10.000 veces en las frecuencias de ADNc individuales para obtener abundancias relativas en un orden de magnitud, manteniendo al mismo tiempo la complejidad general de las secuencias de la biblioteca. En el proceso de normalización, la preponderancia de clones de ADNc de gran abundancia disminuye drásticamente, los clones con una abundancia mediana permanecen relativamente sin cambios y los clones de transcritos poco comunes aumentan de manera efectiva en cuanto a su abundancia.
Las EST pueden secuenciarse mediante varios métodos. Se pueden utilizar dos métodos básicos para la secuenciación de ADN, el método de terminación de cadena de Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (EE.UU.) 74: 5463, 1977 y el método de degradación química de Maxam y Gilbert, Proc. Nat. Acad. Sci. (EE.UU.) 74: 560, 1977. La automatización y los avances tecnológicos, tal como la sustitución de la secuenciación basada en radioisótopos por la secuenciación basada en fluorescencia, han reducido los esfuerzos necesarios para secuenciar el ADN (Craxton, Methods, 2: 20, 1991; Ju et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (EE.UU.) 92: 4347, 1995; Tabor y Richardson, Proc. Natl. Acad. Sci. (EE.UU.) 92: 6339, 1995). Los secuenciadores automáticos se pueden adquirir de numerosos proveedores, por ejemplo, Pharmacia Biotech, Inc., Piscataway, Nueva Jersey (Pharmacia ALF), LI-COR, Inc., Lincoln, Nebraska (LI-COR 4,000) y Millipore, Bedford, Massachusetts (Millipore BaseStation).
Se ha encontrado que las EST de más de 150 pb son de utilidad para las búsquedas de similitud y el mapeo. (Adams, et al., Science 252: 1651, 1991. Las secuencias de EST varían normalmente en un intervalo de 150-450 bases. Esta es la longitud de la información de secuencia que se genera habitualmente y de manera fidedigna utilizando datos de secuencia de una única serie. Normalmente, sólo se obtienen datos de secuencia de una única serie de una biblioteca de ADNc, Adams, et al., Science 252: 1651, 1991. La secuenciación automática de una única serie normalmente da como resultado un error o tasa de ambigüedad de bases de aproximadamente el 2-3%. (Boguski, et al., Nature Genetics, 4: 332, 1993).
Se han construido, o parcialmente construido, bases de datos de EST a partir de, por ejemplo, C. elegans (McCombrie, et al., Nature Genetics 1: 124, 1992), línea de células hepáticas humanas HepG2 (Okubo, et al., Nature Genetics 2: 173, 1992); ARN de cerebro humano (Adams, et al., Science 252: 1651, 1991; Adams, et al., Nature 355: 632, 1992); Arabidopsis, (Newman, et al., Plant Physiol. 106: 1241, 1994); y arroz (Kurata, et al., Nature Genetics 8: 365, 1994). La presente invención emplea EST aisladas de varias bibliotecas preparadas a partir de tejido embrionario y de callos de maíz como una herramienta para identificar las secuencias promotoras asociadas con los genes expresados en estos tejidos deseados, que luego facilita el aislamiento de las secuencias reguladoras en 5', tal como promotores, que regulan a estos genes.
Los análisis de secuencia por ordenador se pueden usar para identificar secuencias expresadas diferencialmente incluyendo, pero sin limitaciones, aquellas secuencias expresadas en un tejido en comparación con otro tejido. Por ejemplo, se puede encontrar un conjunto diferente de secuencias del ADNc aislado del tejido vegetal aislado de tejido radicular frente a tejido foliar. Por consiguiente, se pueden comparar secuencias de bibliotecas de ADNc preparadas a partir de plantas cultivadas bajo diferentes condiciones ambientales o fisiológicas. Una vez identificadas las secuencias preferidas de la biblioteca de ADNc de interés, los clones genómicos se pueden aislar de una biblioteca genómica preparada a partir del tejido vegetal, y se pueden identificar y aislar las correspondientes secuencias reguladoras incluyendo, pero sin limitaciones, secuencias reguladoras en 5'.
En una realización preferida, las secuencias de las etiquetas de secuencia expresada (EST) de diversas bibliotecas de ADNc son catalogadas en una base de datos de secuencias. Esta base de datos se utiliza para identificar objetivos promotores de un tejido particular de interés. La selección de las etiquetas de secuencia expresada para el subsiguiente aislamiento del promotor refleja la presencia de una o varias secuencias entre las EST representativas de un muestreo aleatorio de una biblioteca de ADNc individual, o una colección de bibliotecas de ADNc. Por ejemplo, la identificación de secuencias reguladoras de la expresión de transcritos en tejido embrionario o de callos se efectúa por la identificación de las EST halladas en bibliotecas de ADNc preparadas a partir de tejido embrionario o de callos y ausente o menos abundantes en otras bibliotecas de ADNc en la base de datos. Las EST más importantes se evalúan entonces por su relativa abundancia dentro de la biblioteca y se evalúa el perfil de expresión para una EST dada. El término abundancia, tal como se utiliza en el presente documento, significa la cantidad de veces que aparece un clon o una agrupación de clones en una biblioteca. De esta manera se identifican las secuencias que están mejoradas o en gran abundancia en un tejido u órgano específico que representa un perfil de expresión objetivo y se pueden diseñar cebadores a partir de las secuencias de EST identificadas. Se puede usar un enfoque basado en PCR para amplificar las regiones flanqueantes de una biblioteca genómica de la planta objetivo de interés. Los expertos en la técnica conocen varios métodos para amplificar secuencias de ADN desconocidas adyacentes a una región central de secuencia conocida. Los métodos incluyen, pero sin limitaciones, PCR inversa (IPCR), PCR vectorette, PCR conformada como Y, así como enfoques de desplazamiento por el genoma.
En una realización preferida, el ADN genómico ligado a un adaptador es sometido a una ronda primaria de amplificación por PCR con un cebador específico de genes y un cebador que puede alinearse con la secuencia adaptadora. El producto de la PCR se utiliza luego como molde para una ronda de amplificación por PCR anidada con un segundo cebador específico de genes y un segundo adaptador. A continuación, los fragmentos resultantes de la reacción de PCR anidada se aíslan, purifican y subclonan en un vector apropiado. Los fragmentos son secuenciados y se pueden identificar los sitios de iniciación de la traducción cuando la EST deriva de un ADNc truncado. Los fragmentos se pueden clonar en vectores de expresión vegetales como fusiones de transcripción o traducción con un gen reporter, tal como \beta-glucuronidasa (GUS). Los construcciones se pueden evaluar mediante análisis transitorios y a continuación las regiones reguladoras en 5' se ligan operativamente a otros genes y secuencias reguladoras de interés en un vector de transformación vegetal adecuado y se analiza la expresión del o de los genes de interés en las plantas transformadas mediante cualquiera de varios métodos conocidos por los expertos en la técnica.
Se puede emplear cualquier planta para la identificación de genes y secuencias reguladoras. Los ejemplos de objetivos vegetales adecuados para el aislamiento de genes y secuencias reguladoras incluyen, pero sin limitaciones, Acacia, alfalfa, manzano, albaricoquero, Arabidopsis, alcachofa, rúcula, espárrago, aguacate, banana, cebada, judías, remolacha, zarzamora, arándano, brócoli, col, repollo, canola, melón cantalupa, zanahoria, mandioca, ricino, coliflor, apio, cerezo, achicoria, cilantro, cítricos, clementinas, trébol, coco, café, maíz, algodón, pepino, abeto Douglas, berenjena, endibias, escarola, eucalipto, hinojo, higo, ajo, calabaza, uva, pomelo, melón dulce, Pachyrhizus erosus, kiwi, lechuga, puerro, limón, lima, pino de incienso, linaza, mango, melón, champiñones, nectarina, nueces, avena, palmera, colza, quimbombó, olivo, cebolla, naranjo, una planta ornamental, palmera, papaya, perejil, pastinaca, guisante, melocotón, cacahuete, pera, pimiento, caqui, pino, piña, plátano, ciruelo, granado, álamo, patata, calabaza, membrillo, pino radiata, achicoria, rábano, semilla de colza, frambuesa, arroz, centeno, sorgo, pino del sur, soja, espinaca, calabaza squash, fresa, remolacha azucarera, caña de azúcar, girasol, batata, ocozol, mandarina, té, tabaco, tomate, tritical, césped, nabo, vid, sandía, trigo, hilaza y calabacín. Los objetivos vegetales particularmente preferidos incluyen maíz, algodón, soja y trigo.
Las moléculas de ácido nucleico de la presente invención se aíslan de maíz (Zea mays). La planta de maíz desarrolla aproximadamente 20-21 hojas, estilos aproximadamente 65 días después de la aparición y madura aproximadamente 125 días después de la aparición. Las plantas de maíz normales siguen un patrón general de desarrollo, pero el intervalo de tiempo entre las diferentes etapas y la morfología varía entre los distintos híbridos, y las condiciones de crecimiento y ambientales.
Existen varias etapas identificables en el desarrollo de las plantas de maíz. Las etapas se definen como etapas vegetativas (V) y reproductoras (R). Las subdivisiones de las etapas V se designan numéricamente como V1, V2, V3, etc., hasta V(n), donde (n) representa la última etapa foliar antes de la formación de espiguillas (VT) y la primera etapa V es la etapa de aparición (VE). Por ejemplo, VE es la aparición a partir del suelo de la hoja de una plántula, V1 representa la primera hoja verdadera, V2 representa la segunda hoja, etc. Las etapas reproductoras comprenden desde la primera aparición de estilos hasta la semilla madura y se representan de la siguiente manera: R1 es la formación de estilos, R2 es la formación de vesículas, R3 es la etapa lechosa, R4 es la etapa de formación de masa, R5 es la etapa dentada y R6 es la madurez fisiológica (véase por ejemplo, Ritchie SW et al. (1986) How a Corn Plant Develops, Universidad de Ciencia y Tecnología del Estado de Iowa, Servicio de Extensión Cooperativa, Ames, Iowa, IA 48: 1-21).
Se puede emplear cualquier tipo de tejido vegetal como tejido objetivo para la identificación de genes y las secuencias reguladoras asociadas, incluyendo, pero sin limitaciones, las secuencias promotoras. En la presente invención se utilizó tejido de maíz. Se prefieren emplear tejidos embrionarios de maíz o callos de maíz como tejidos objetivo para la identificación de las secuencias promotoras. Se construyeron bibliotecas de ADNc de maíz a partir de tejido embrionario aislado de maíz veintiún días después de la polinización (21-DAP) y trece días después de la polinización (13-DAP) y tejido de callos de maíz Tipo II.
Se puede utilizar cualquier método que permita una comparación diferencial entre diferentes tipos o clases de secuencias para aislar los genes o las secuencias reguladoras de interés. Por ejemplo, en un enfoque de búsqueda diferencial, se preparó una biblioteca de ADNc a partir de ARNm de un tejido particular en un huésped bacteriófago usando un kit de clonación disponible comercialmente. Las colonias se dispersan sobre placas que contienen un manto con un huésped bacteriano, tal como E. coli, para generar placas de bacteriófago. Se pueden levantar aproximadamente 105-106 placas con las membranas de unión de ADN. Se efectúan pruebas con sondas con membranas por duplicado usando sondas generadas a partir del ARNm de los tejidos objetivo y no objetivo para determinar la expresión diferencial entre el tejido objetivo y un tejido no objetivo o expresión basal. Las sondas se marcan para facilitar su detección después de hibridación y desarrollo. Se pueden seleccionar las placas que se hibridan con las sondas derivadas del tejido objetivo, pero no las sondas derivadas del tejido no objetivo, que presentan el patrón de expresión diferencial deseado para su posterior análisis. Las bibliotecas de ADN genómico también se pueden preparar a partir de una especie elegida por digestión parcial con una enzima de restricción y selección según el tamaño de los fragmentos de ADN dentro de un intervalo de tamaño particular. El ADN genómico puede clonarse en un vector adecuado incluyendo, pero sin limitaciones, un bacteriófago, y prepararse usando un kit adecuado como se describió anteriormente (véase, por ejemplo, Stratagene, La Jolla, CA o Gibco BRL Gaithersburg, MD).
Las técnicas de hibridación diferencial descritas son bien conocidas por los expertos en la técnica y se pueden usar para aislar una clase de secuencias deseada. El término, clases de secuencias, tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a aquellas secuencias que se pueden agrupar partiendo de la base de un identificador común incluyendo, pero sin limitaciones, secuencias aisladas de una planta objetivo común, una biblioteca común o un tipo de tejido vegetal común. En una realización preferida, las secuencias de interés se identifican partiendo de la base del análisis de la secuencia y de la consulta de una colección de diversas secuencias de ADNc de bibliotecas provenientes de diferentes tipos de tejidos. El método descrito proporciona un ejemplo de un enfoque de búsqueda diferencial basado en análisis de secuencia electrónico de las EST de plantas derivadas de diversas bibliotecas de ADNc.
Varios métodos utilizados para evaluar la expresión génica se basan en la medición del nivel de ARNm en una muestra de órgano, tejido o célula. Los métodos habituales incluyen, pero sin limitaciones, blot (inmunotransferencia) de ARN, ensayos con protección por ribonucleasas y RT-PCR. En otra realización preferida, se emplea un método de alto rendimiento por el cual es posible identificar varias secuencias reguladoras con enfoque de perfilamiento de transcritos. El desarrollo de la tecnología de microordenamiento de ADNc permite la monitorización sistemática de los perfiles de expresión génica para miles de genes (Schena et al, Science, 270: 467, 1995). Esta tecnología de ADN basada en chips permite el ordenamiento de miles de secuencias de ADNc sobre un superficie de soporte. Estos ordenamientos son hibridados simultáneamente con múltiples sondas de ADNc marcado preparado a partir de muestras de ARN de diferentes tipos de células o tejidos, permitiendo un análisis de expresión comparativo directo. Esta tecnología se demostró primero analizando la expresión diferencial en 48 genes de Arabidopsis provenientes de raíces y brotes (Schena et al, Science, 270: 467, 1995). Más recientemente, se monitorizaron los perfiles de expresión de más de 1400 genes usando microordenamiento de ADNc (Ruan et al, The Plant Journal 15: 821, 1998). Los microordenamientos proporcionan un método cuantitativo de gran rendimiento y reproducible para analizar la expresión génica y caracterizar la función de los genes. El enfoque de perfilamiento de transcritos usando microordenamientos proporciona entonces otra herramienta valiosa para el aislamiento de secuencias reguladoras, tal como promotores, asociadas con estos genes.
La presente invención emplea análisis de secuencia de gran rendimiento para conformar el fundamento de una rápida identificación por ordenador de las secuencias de interés. Los expertos en la técnica comprenderán los recursos disponibles para los análisis de secuencia. Las comparaciones de secuencia se pueden llevar a cabo determinando la similitud de la secuencia de prueba o consulta con secuencias que se encuentran en bases de datos disponibles al público o registradas ("análisis de similitud") o buscando ciertos motivos ("análisis de secuencia intrínseco") (por ejemplo, elementos cis) (Coulson, Trends in Biotechnology, 12: 76, 1994; Birren, et al., Genome Analysis, 1: 543, 1997).
La secuencia de nucleótidos proporcionada en la SEQ ID Nº: 38 o fragmentos de la misma o complementos de la misma, o una secuencia de nucleótidos al menos idéntica en un 90%, preferiblemente idéntica en un 95%, incluso más preferiblemente idéntica en un 99% o 100% a la secuencia proporcionada en la SEQ ID Nº: 38 o fragmentos de la misma, o complementos de la misma, se pueden "proporcionar" en diversos medios para facilitar su uso. Tal medio también puede proporcionar un subconjunto de las mismas en una forma que permita al experto en la técnica examinar las secuencias.
En una aplicación de esta realización, la secuencia de nucleótidos de la presente invención puede registrarse en un medio para lectura por ordenador. Tal como se utiliza en el presente documento, "un medio para lectura por ordenador" se refiere a cualquier medio que pueda ser leído y al cual se pueda acceder directamente con un ordenador. Dichos medios incluyen, pero sin limitaciones: medios de almacenamiento magnéticos, tal como disquetes, discos duros, medios de almacenamiento y cintas magnéticas; medios de almacenamiento ópticos, tal como CD-ROM; medios de almacenamiento eléctricos, tal como RAM y ROM; y también híbridos de estas categorías, tal como medios de almacenamiento magnéticos/ópticos. El experto en la técnica comprenderá rápidamente la forma de utilizar cualquiera de los medios para lectura por ordenador conocidos en la actualidad para crear un producto que comprenda un medio para lectura por ordenador en el cual se haya registrado una secuencia de nucleótidos de la presente invención.
Al proporcionar una o varias de las secuencias de nucleótidos de la presente invención, el experto en la técnica puede acceder rutinariamente a la información de secuencia para diversos fines. Las secuencias se pueden analizar mediante varios métodos, tales como mediante análisis de las secuencias sin la ayuda del software diseñado para dicho propósito. El software de ordenador también se encuentra disponible al público para permitir que los expertos en la técnica accedan a la información de secuencia provista en un medio de lectura por ordenador. Los ejemplos de bases de datos públicas incluirán, sin limitaciones, la Base de Datos de ADN de Japón (DDBJ) (http: //www.ddbj.nig.ac.jp/); Genebank (http: //www.ncbi.nlm.nih.gov/web/Genbank/Index.html); y la Base de Datos de Secuencias de Ácidos Nucleicos del Laboratorio de Biología Molecular Europeo [European Molecular Biology Laboratory Nucleic Acid Sequence Database] (EMBL)(http: //www.ebi.ac.uk/ebi_docs/embl_db.html) o versiones de las mismas. Se han desarrollado varios algoritmos de búsqueda diferentes, incluyendo, pero sin limitaciones, el conjunto de programas denominados BLAST. Hay cinco implementaciones de BLAST, tres diseñadas para consultas por secuencias de nucleótidos (BLASTN, BLASTX y TBLASTX) y dos diseñadas para consultas sobre secuencias de proteínas (BLASTP y TBLASTN) (Coulson, Trends in Biotechnology, 12: 76-80, 1994; Birren, et al., Genome Analysis, 1: 543, 1997).
También es de utilidad cualquier programa diseñado para la búsqueda de motivos en la presente invención. Los programas de análisis de secuencia diseñados para la búsqueda de motivos se pueden usar para la identificación de elementos cis. Los programas de ordenador preferidos incluyen, pero sin limitaciones, MEME, SIGNAL SCAN y GENESCAN. Meme es un programa que identifica motivos conservados (ya sean de ácidos nucleicos o de péptidos) en un grupo de secuencias no alineadas. Meme guarda estos motivos como un conjunto de perfiles. Estos perfiles se pueden usar para efectuar búsquedas en una base de datos de secuencias. El algoritmo MEME (versión 2.2) se puede encontrar en la versión 10.0 del paquete GCG; MEME (T. Bailey y C. Elkan, Machine Learning, 21(1-2): 51-80,1995 y la dirección de la página de web es: (http: //www.sdsc.edu/MEME/meme/website/COPYRIGHT.html.). SignalScan es un programa que identifica motivos conocidos en las secuencias de prueba usando información de otras bases de datos de motivos (Prestridge, D.S., CABIOS 7, 203-206 (1991). La información sobre SignalScan versión 4.0 se encuentra disponible en la siguiente dirección de página de web: http: //biosci.cbs.umn.edu/software/sigscan.html. El sitio ftp para Signal Scan es ftp: //biosci.cbs.umn.edu/software/sigscan.html. Las bases de datos usadas con Signal Scan incluyen PLACE (http: //www.dna.affrc.go.ip/htdocs/PLACE (Higo et al., Nucleic Acids Research 27(1): 297-300 (1999) y TRANSFAC (Heinemeye, X. et al., Nucleic Acid Research 27(1): 318-322) que se pueden encontrar en la siguiente página de web: http: //transfac.gbf.de/. GeneScan es otro programa adecuado para la búsqueda de motivos (Burge, C y Karlin, S. J. Mol. Biol. 268, 78-94 (1997) y la información sobre la versión 1.0 se encuentra disponible en la siguiente dirección de página de web: http: //gnomic.stanford.edu/GENESCANW.html. Tal como se utiliza en el presente documento, "un motivo estructural objetivo" o "motivo objetivo" se refiere a cualquier secuencia o combinación de secuencias seleccionada racionalmente, donde la o las secuencias se eligen partiendo de la base de su configuración tridimensional que se forma con el plegamiento del motivo objetivo. Existe una gran variedad de motivos objetivos conocidos por los expertos en la técnica. Los motivos objetivo de proteínas incluyen, pero sin limitaciones, sitios enzimáticos activos y secuencias señal. Motivos objetivo preferidos de la presente invención incluyen, pero sin limitaciones, secuencias promotoras, elementos cis, estructuras en horquilla y otros elementos de expresión, tal como secuencias de unión a proteínas.
Tal como se utiliza en el presente documento, el término "medios de búsqueda" se refiere a uno o varios programas que se implementan en un sistema por ordenador para comparar una secuencia objetivo o un motivo estructural objetivo con la información de secuencia guardada en los medios de almacenamiento de datos. Los medios de búsqueda se utilizan para identificar fragmentos o regiones de las secuencias de la presente invención que coincidan con una secuencia objetivo o motivo objetivo particular. Además, se pueden comparar múltiples secuencias con el fin de identificar las regiones o motivos comunes que pueden ser responsables de funciones específicas. Por ejemplo, los elementos cis o los dominios de secuencia que confieren un perfil de expresión específico se pueden identificar cuando se alinean y analizan múltiples regiones promotoras de clases de promotores similares utilizando determinados paquetes de software.
La presente invención proporciona además sistemas, en particular sistemas por ordenador, que contienen la información de secuencia descrita en el presente documento. Tal como se utiliza en el presente documento, un "sistema por ordenador" se refiere al hardware, software y los medios de almacenamiento de datos usados para analizar la información sobre las secuencias de nucleótidos de la presente invención. El hardware mínimo de los sistemas por ordenador de la presente invención comprende una unidad de procesamiento central (CPU), medios de entrada, medios de salida y medios de almacenamiento de datos. Los expertos en la técnica comprenderán que cualquiera de los diferentes de sistemas por ordenador disponibles es adecuado para su uso en la presente invención y que dichos programas proporcionan un medio eficaz para el análisis de datos de secuencia comparados con un análisis por inspección de las secuencias sin la ayuda de los sistemas por ordenador.
Las SEQ ID Nº: 6-35 son cebadores diseñados a partir de secuencias de ADNc identificadas mediante las comparaciones de secuencia obtenidas por ordenador. Estas secuencias se utilizan para extender la secuencia de ácido nucleico usando técnicas de amplificación con la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) (véase por ejemplo, Mullis et al., Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 51: 263, 1986; Erlich, et al., solicitud de patente europea 50.424; solicitud de patente europea 84.796, solicitud de patente europea 258.017, solicitud de patente europea 237.362; Mullis, solicitud de patente europea 201.184; Mullis, et al., patente de los EE.UU. número 4.683.202; Erlich, patente de los EE.UU. número 4.582.788; y Saiki, et al., patente de los EE.UU. número 4.683.194). Los expertos en la técnica conocen varios métodos de amplificación por PCR y se emplean para identificar secuencias de ácidos nucleicos adyacentes a una secuencia conocida. Por ejemplo, se han descrito métodos de PCR inversa (IPCR) para amplificar secuencias de ADN desconocidas adyacentes a una región central de una secuencia conocida. También hay otros métodos, tal como PCR por captura (Lagerstrom M., et al., PCR Methods Applic. 1: 111, 1991) y PCR por desplazamiento (Parker, JD et al., Nucleic Acids Res 19: 3055, 1991). Muchos proveedores también han desarrollado kits basados en modificaciones de estos métodos con el fin de una identificación de las secuencias de interés. Los avances técnicos, incluyendo mejoras en el diseño de cebadores y adaptadores, mejoras en la enzima polimerasa y en las características del termociclador, han permitido métodos más rápidos y eficaces para el aislamiento de las secuencias de interés.
En una realización preferida, las secuencias flanqueantes que contienen los elementos reguladores en 5' de la presente invención sen aíslan usando un enfoque de desplazamiento por el genoma (kit Universal GenomeWalkerMR, CLONTECH Laboratories, Inc., Palo, Alto, CA). En resumen, el ADN genómico purificado se somete a una digestión con una enzima de restricción que produce fragmentos de ADN genómico con extremos que se ligan con adaptadores GenomeWalkerMR. Se usan cebadores GenomeWalkerMR junto con cebadores específicos de genes en dos reacciones consecutivas de PCR (reacciones de PCR primaria y anidada) para producir productos de PCR que contienen las secuencias reguladoras en 5', que a continuación se clonan y se secuencian.
Además de su uso para modular la expresión génica, las secuencias promotoras de la presente invención también son de utilidad como sondas o cebadores en experimentos de hibridación de ácidos nucleicos. Las sondas y cebadores de ácidos nucleicos de la presente invención se pueden hibridar bajo condiciones astringentes con una secuencia de ADN objetivo. El término "condiciones de hibridación astringentes" se define como aquellas condiciones bajo las cuales una sonda o un cebador se hibrida específicamente con una o varias secuencias objetivo y no con secuencias que no son objetivo, determinado empíricamente. El término "condiciones astringentes" se define funcionalmente con respecto a la hibridación de una sonda de ácidos nucleicos con un ácido nucleico objetivo (es decir, con una secuencia particular de ácido nucleico de interés) con el procedimiento de hibridación específico que se describe en Sambrook et al., 1989, en 9.52-9.55. Véase también, Sambrook et al., 1989 en 9.47-9.52, 9.56-9.58; Kanehisa, Nucl. Acids Res. 12: 203-213, 1984; y Wetmur y Davidson, J. Mol. Biol. 31: 349-370, 1968. Las condiciones de astringencia apropiadas que promueven una hibridación de ADN, por ejemplo, cloruro de sodio/citrato de sodio 6,0 x (SSC) a aproximadamente 45ºC, seguido de un lavado de SSC 2,0 x a 50ºC, son conocidas por los expertos en la técnica o se pueden consultar en Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y., 1989, 6.3.1-6.3.6. Por ejemplo, la concentración de sales en el paso de lavado se puede seleccionar entre una baja astringencia de aproximadamente SSC 2,0 x a 50ºC a una alta astringencia de aproximadamente SSC 0,2 x a 50ºC. Además, se puede aumentar la temperatura en el paso de lavado desde condiciones de baja astringencia a temperatura ambiente, aproximadamente 22ºC, hasta condiciones de astringencia alta a aproximadamente 65ºC. Se puede variar tanto la temperatura como la concentración salina, o bien, se puede mantener constante la temperatura o la concentración de sales en tanto se cambia la otra variable.
Por ejemplo, la hibridación usando sondas o cebadores de ADN o ARN se puede efectuar a 65ºC en SSC 6x, SDS 0,5%, Denhardt 5x, ADN no específico 100 \mug/ml (por ejemplo, ADN de esperma de salmón sonicado) con lavado de SSC 0,5x, SDS 0,5% a 65ºC, para lograr una gran astringencia.
Se considera que las condiciones de hibridación con una astringencia menor, tal como una hibridación más baja y/o temperaturas de lavado más bajas, se pueden usar para identificar secuencias relacionadas que presentan un grado menor de similitud de secuencia si se conserva la especificidad de unión de la sonda o del cebador con la o las secuencias objetivo. Por consiguiente, las secuencias de nucleótidos de la presente invención se pueden usar por su capacidad para formar, selectivamente, moléculas dobles con extensiones complementarias de fragmentos de ADN. La detección de segmentos de ADN por medio de hibridación es bien conocida por los expertos en la técnica y entonces, según la aplicación considerada, será deseable emplear condiciones de hibridación variables para lograr grados variables de selectividad de la sonda con respecto a la secuencia objetivo y la elección del método dependerá de los resultados deseados.
La secuencia de ácidos nucleicos de SEQ ID Nº: 38 y cualquier variante de la misma, pueden hibridarse con otras secuencias de ácidos nucleicos bajo condiciones de astringencia apropiadamente seleccionadas. Tal como se utiliza en el presente documento, se dice que dos moléculas de ácidos nucleicos tienen capacidad de hibridarse específicamente entre sí, si las dos moléculas pueden formar una estructura de ácido nucleico de cadena doble, antiparalela. Se dice que una molécula de ácido nucleico es el "complemento" de otra molécula de ácido nucleico si muestran una complementariedad completa. Tal como se utiliza en el presente documento, se dice que las moléculas muestran una "complementariedad completa" cuando cada uno de los nucleótidos de una de las moléculas es complementario a un nucleótido de la otra. Se dice que dos moléculas son "mínimamente complementarias" si se pueden hibridar entre sí con suficiente estabilidad como para permitir que permanezcan alineadas entre sí bajo condiciones convencionales de al menos "baja astringencia". De manera similar, se dice que las moléculas son "complementarias" si se pueden hibridar entre sí con suficiente estabilidad como para permitirles permanecer alineadas entre sí bajo condiciones convencionales de "gran astringencia". Las condiciones convencionales de astringencia fueron descritas por Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2^{a} Ed., Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, Nueva York, 1989, y por Haymes et al., Nucleic Acid Hybridization, A Practical Approach, IRL Press, Washington, DC, 1985.
En una realización preferida, la secuencia de ácidos nucleicos de SEQ ID Nº: 38, o un fragmento, una región,un elemento cis o un oligómero de estas secuencias, se pueden usar en ensayos de hibridación de otros tejidos vegetales para identificar genes y secuencias reguladoras asociadas muy relacionadas u homólogas. Estas incluyen, pero sin limitaciones, ensayos de hibridación Southern o Northern en cualquier substrato incluyendo, pero sin limitaciones, un tejido vegetal apropiadamente preparado, celulosa, nylon, o filtro de combinación, chip o placa de vidrio. Dichas metodologías son bien conocidas en la técnica y se encuentran disponibles en un kit o una preparación que pueden suministrar proveedores comerciales.
Por supuesto, los fragmentos también se pueden obtener mediante otras técnicas tal como por síntesis directa del fragmento por medios químicos, de práctica común utilizando un sintetizador automático de oligonucleótidos. Además, los fragmentos se pueden obtener por aplicación de tecnología de reproducción de ácidos nucleicos, tal como la tecnología PCR^{MR} (reacción en cadena de la polimerasa) mediante técnicas de ADN recombinante conocidas en general por los expertos en la técnica de la biología molecular. Con respecto a la amplificación de una secuencia de ácido nucleico objetivo (por ejemplo, por PCR) usando un par de cebadores de amplificación particular, las "condiciones astringentes para PCR" se refieren a condiciones que permitan que el par de cebadores se hibride solamente con la secuencia de ácido nucleico objetivo con la cual se uniría un cebador que posee la correspondiente secuencia de tipo natural (o el complemento de la misma) y preferiblemente para producir un único producto de amplificación.
Un fragmento de un ácido nucleico, tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a cualquier porción del ácido nucleico que sea menor que la longitud completa. El fragmento también puede comprender al menos una longitud mínima que puede hibridarse específicamente con un ácido nucleico nativo en las condiciones de hibridación astringentes definidas anteriormente. La longitud de dicho fragmento mínimo es preferiblemente de al menos 8 nucleótidos contiguos, más preferiblemente 15 nucleótidos contiguos, incluso más preferiblemente al menos 20 nucleótidos contiguos y lo más preferiblemente al menos 30 nucleótidos contiguos de una secuencia de ácido nucleico nativa.
Las secuencias de ácidos nucleicos de la presente invención también se pueden usar como sondas y cebadores. Las sondas y cebadores de ácido nucleico se pueden preparar partiendo de la base de una secuencia genética nativa. Una "sonda" es un ácido nucleico aislado a la cual se une una molécula reporter o marca detectable convencional, por ejemplo, un isótopo radioactivo, un ligando, un agente quimioluminiscente o una enzima. Los "cebadores" son ácidos nucleicos aislados que se alinean con una cadena de ADN objetivo complementaria por hibridación de los ácidos nucleicos para formar un híbrido entre el cebador y la cadena de ADN objetivo, luego se extienden a lo largo de la cadena de ADN objetivo con una polimerasa, por ejemplo, una ADN polimerasa. Los pares de cebadores se pueden usar para la amplificación de una secuencia de ácido nucleico, por ejemplo, con la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) u otros métodos de amplificación de ácidos nucleicos convencionales.
Las sondas y los cebadores son generalmente de 15 nucleótidos o más de longitud, preferiblemente de 20 nucleótidos o más, más preferiblemente de 25 nucleótidos y lo más preferiblemente de 30 nucleótidos o más. Dichas sondas y cebadores se hibridan específicamente con una secuencia de ADN o ARN objetivo bajo condiciones de hibridación de gran astringencia y se hibridan específicamente con una secuencia nativa objetivo de otra especie bajo condiciones de astringencia más baja. Preferiblemente, las sondas y los cebadores según la presente invención presentan una similitud de secuencia completa con la secuencia nativa, si bien se pueden diseñar sondas que difieran de la secuencia nativa y que conserven la capacidad para hibridarse con secuencias nativas objetivo mediante métodos convencionales. Los métodos para preparar y usar sondas y cebadores se describen, por ejemplo, en Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2ª ed., vol. 1-3, ed. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989 (de aquí en adelante, "Sambrook et al., 1989"); Current Protocols in Molecular Biology, ed. Ausubel et al., Greene Publishing y Wiley-InterScience, Nueva York, 1992 (con actualizaciones periódicas) (de aquí en adelante, "Ausubel et al., 1992"); e Innis et al., PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Academic Press: San Diego, 1990. Los pares de cebadores para PCR pueden derivar de una secuencia conocida, por ejemplo, utilizando programas de ordenador para tal fin, Primer (Versión 0.5, \ccirculo 1991, Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge, MA). Los cebadores y las sondas basadas en las secuencias promotoras nativas que se describen en el presente documento se pueden usar para confirmar y, si fuera necesario, modificar las secuencias descritas por métodos convencionales, por ejemplo, por una nueva clonación y secuenciación.
En otra realización, se pueden modificar las secuencias de nucleótidos de los promotores que se describen en el presente documento. Los expertos en la técnica pueden crear moléculas de ADN que presentan variaciones en la secuencia de nucleótidos. La secuencia de nucleótidos de la presente invención que se muestra en la SEQ ID Nº: 38 puede modificarse o alterarse para mejorar sus características de control. Un método preferido de alteración de una secuencia de ácido nucleico es el uso de PCR para modificar nucleótidos seleccionados o regiones de secuencias. Estos métodos son conocidos por los expertos en la técnica. Las secuencias se pueden modificar, por ejemplo por inserción, supresión o substitución de secuencias de molde en un enfoque de modificación de ADN basado en PCR. Las moléculas de ADN "variantes" son moléculas de ADN que contienen cambios en los cuales se suprime, agrega y/o substituye uno o varios nucleótidos de la secuencia nativa, preferiblemente conservando substancialmente la función promotora. En el caso de un fragmento promotor, un ADN "variante" puede incluir cambios que afectan la transcripción de un promotor mínimo al cual está unido operativamente. Las moléculas de ADN variantes se pueden producir, por ejemplo, mediante técnicas habituales de mutagénesis de ADN o mediante síntesis química de la molécula de ADN variante o una porción de la misma.
En otra realización, la secuencia de nucleótidos que se muestra en la SEQ ID Nº: 38 incluye secuencias de cualquier longitud que pueden regular una secuencia de ADN unida operativamente. Por ejemplo, la secuencia descrita en la SEQ ID Nº: 38 puede estar truncada o delecionada y conservar todavía la capacidad de regular la transcripción de una secuencia de ADN unida operativamente. En una realización relacionada, el elemento cis de las secuencias descritas puede conferir una especificidad particular, tal como conferir una expresión mejorada de las secuencias de ADN unidas operativamente en tejidos embrionarios o de callos y por ello también pueden regular la transcripción. En consecuencia, se puede emplear cualquier fragmento, porción o región de secuencia de las secuencias descritas como secuencias reguladoras, incluyendo, pero sin limitaciones, elementos o motivos cis. Por ejemplo, se puede suprimir uno o varios pares de bases del extremo 5' o 3' de una secuencia promotora para producir un promotor "truncado". También se puede insertar, suprimir o sustituir uno o varios pares de bases ubicados internamente en la secuencia promotora. Los promotores se pueden construir de manera tal que los fragmentos o elementos promotores están ligados operativamente, por ejemplo, ubicando dicho fragmento hacia el extremo 5' de un promotor mínimo. Un promotor mínimo o basal es una porción de ADN que puede reclutar y unirse a la maquinaria de transcripción básica. Un ejemplo de la maquinaria de transcripción básica en células eucariotas es el complejo de la ARN polimerasa II y las proteínas accesorias del mismo. Los componentes enzimáticos de la maquinaria de transcripción básica pueden iniciar la transcripción y elongar un gen dado, utilizando un promotor mínimo o basal. Es decir, no se agregan secuencias que actúan en cis en la región promotora que puedan reclutar y unirse a los factores de transcripción que modulan la transcripción, por ejemplo, que mejoran, reprimen, hacen que la transcripción sea dependiente de hormonas, etc. Se pueden combinar substituciones, deleciones, inserciones o cualquier combinación de las mismas para producir una construcción final.
Los ácidos nucleicos nativos o sintéticos según la presente invención se pueden incorporar en construcciones recombinantes de ácidos nucleicos, normalmente construcciones de ADN, que pueden introducirse y replicarse en una célula huésped. En una realización preferida, las secuencias de nucleótidos de la presente invención que se muestran en la SEQ ID Nº: 38, o fragmentos, variantes o derivados de la misma, se incorporan en un vector de un casete de expresión que incluye las regiones promotoras de la presente invención unidas operativamente a un componente genético, tal como un gen marcador seleccionable, rastreable o calificable. Las secuencias de ácidos nucleicos descritas de la presente invención preferiblemente están unidas operativamente a un componente genético, tal como un ácido nucleico que confiera la característica deseada asociada con la morfología, fisiología, crecimiento y desarrollo vegetal, rendimiento, mejoras nutricionales, resistencia a enfermedades o plagas, o tolerancia al medio ambiente o a sustancias químicas. Estos componentes genéticos, tal como genes marcadores o genes de interés agronómico, pueden funcionar en la identificación de una célula vegetal o planta transformada, o para producir un producto de utilidad agronómica. Las secuencias promotoras de la presente invención se pueden usar para regular la expresión de cualquier secuencia unida operativamente que puede transcribirse. Las secuencias unidas operativamente que pueden transcribirse particularmente preferidas incluyen, pero sin limitaciones, aquellas secuencias que se expresan con preferencia en el tejido embrionario o de callos.
En una realización preferida, un componente genético produce un producto que sirve como un dispositivo de selección y funciona en un tejido vegetal regenerable para producir un compuesto que le confiera al tejido vegetal resistencia a un compuesto que de otra manera le sería tóxico. Los genes de interés para su uso como marcadores seleccionables, rastreables o calificables incluyen, pero sin limitaciones, GUS (región codificante de la beta-glucuronidasa, GFP (secuencia codificante de la proteína fluorescente verde), LUX (región codificante de la luciferasa) o genes de tolerancia a antibióticos o herbicidas. Los ejemplos de transposones y genes de resistencia a antibiótico asociados incluyen los transposones Tns (bla), Tn5 (nptII), Tn7 (dhfr), penicilinas, kanamicina (y neomicina, G418, bleomicina); metotrexato (y trimetoprim); cloranfenicol; kanamicina y tetraciclina.
Las características que son de utilidad como marcadores seleccionables en plantas fueron descritas en un informe sobre el uso de microorganismos (Advisory Committee on Novel Foods and Processes, julio de 1994). Estos incluyen selección astringente con una cantidad mínima de tejido no transformado, grandes cantidades de sucesos de transformación independientes sin una interferencia significativa con la regeneración, aplicación a una gran cantidad de especies y disponibilidad de un ensayo para calificar los tejidos por la presencia del marcador.
Se conocen varios genes marcadores seleccionables en la técnica y diversos marcadores de resistencia a antibióticos cumplen con estos criterios, incluyendo aquellos que son resistentes a kanamicina (nptII), higromicina B (aph IV) y gentamicina (aac3 y aacC4). Los genes marcadores seleccionables dominantes que son de utilidad incluyen genes que codifican para genes de resistencia a antibióticos (por ejemplo, resistencia a higromicina, kanamicina, bleomicina, G418, estreptomicina o espectinomicina); y genes de resistencia a herbicidas (por ejemplo, fosfinotricinacetiltransferasa). Una estrategia útil para la selección de transformantes por resistencia a herbicidas se describe, por ejemplo, en Vasil, Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants, Vols. I-III, Laboratory Procedures and Their Applications Academic Press, Nueva York, 1984. Los genes marcadores seleccionables particularmente preferidos para su uso en la presente invención serían genes que confieran resistencia a compuestos tales como antibióticos, como kanamicina, y herbicidas como glifosato (Della-Cioppa et al., Bio/Technology 5(6), 1987, patente de los EE.UU. 5.463.175, patente de los EE.UU. 5.633.435). También se pueden poner en práctica otros dispositivos de selección y que aún se consideran dentro del alcance de la presente invención.
Para la práctica de la presente invención, se emplean composiciones y métodos y vectores y células huésped convencionales en la preparación, tal como se describe, entre otros, en Sambrook et al., 1989. En una realización preferida, la célula huésped es una célula vegetal. Se han descrito varios vectores adecuados para una transfección estable de células vegetales o para establecer plantas transgénica en, por ejemplo, Pouwels et al., Cloning Vectors: A Laboratory Manual, 1985, supp. 1987); Weissbach y Weissbach, Methods for Plant Molecular Biology, Academic Press, 1989; Gelvin et al., Plant Molecular Biology Manual, Kluwer Academic Publishers, 1990; y R.R.D. Croy, Plant Molecular Biology LabFax, BIOS Scientific Publishers, 1993. Los vectores de expresión vegetales incluyen, por ejemplo, uno o varios genes vegetales clonados bajo el control de transcripción de secuencias reguladoras en 5' y 3'. También incluyen un marcador seleccionable tal como se describió para seleccionar células huésped que contienen la construcción. Dichos vectores de expresión vegetales también contienen una región reguladora promotora (por ejemplo, una región reguladora que controla una expresión inducible o constitutiva, regulada por el medio ambiente o regulada por el desarrollo o específica de células o de tejidos), un sitio de iniciación de la transcripción, un sitio de unión a ribosoma, una señal de procesamiento de ARN, un sitio de terminación de la transcripción y una señal de poliadenilación. Otros tipos de secuencias reguladoras consideradas como componentes genéticos en un vector de expresión incluyen, pero sin limitaciones, una secuencia líder no traducida que se pueda acoplar con el promotor. En una realización particularmente preferida, la célula huésped es una célula vegetal y el vector de expresión vegetal comprende una región promotora descrita en la SEQ ID Nº: 38. Los vectores de expresión vegetales también pueden comprender secuencias adicionales incluyendo, pero sin limitaciones, sitios de enzimas de restricción que son de utilidad para los fines de la clonación.
Hay varios promotores que son de utilidad para la expresión génica en plantas para cualquier gen de interés incluyendo, pero sin limitaciones, marcadores seleccionables, marcadores calificables, genes para la tolerancia a plagas, tolerancia a enfermedades, para mejoras nutricionales y cualquier otro gen de interés agronómico. Los ejemplos de promotores constitutivos útiles en la expresión génica de plantas incluyen, pero sin limitaciones, el promotor 35S del virus en mosaico de la coliflor (CaMV), que confiere una expresión constitutiva, de nivel alto en la mayoría de los tejidos vegetales (véase, por ejemplo, Odel et al., Nature 313: 810, 1985), incluyendo monocotiledóneas (véase, por ejemplo, Dekeyser et al., Plant Cell 2: 591, 1990; Terada y Shimamoto, Mol. Gen. Genet. 220: 389, 1990); el promotor de la nopalina sintasa (An et al., Plant Physiol. 88: 547, 1988) y el promotor de la octopina sintasa (Fromm et al., Plant Cell 1: 977, 1989) y el promotor del virus en mosaico de la escrofularia (FMV) (patente de los EE.UU. número 5.378.619 es un vector de transformación vegetal de borde doble, bordes de ADN-T derecho (BD) e izquierdo (BI), que consiste en los siguientes componentes genéticos: ZM-700267629 es el promotor de la expresión mejorada en embriones de Zea mays aislado de una biblioteca genómica de embriones de Zea mays; el intrón I-Zm.Hsp70 es la secuencia pertinente de la proteína de choque térmico de maíz descrita en las patentes de los EE.UU. números 5.593.874 y 5.859.347); Ec.GUS: 1 es la región codificante de la beta-glucuronidasa de E. coli; T-AGRTU.nos es la señal de terminación del gen de la nopalina sintasa, P-CaMV.35S es el promotor CaMV 35S (patente de los EE.UU. número 5.352.605).
Se puede utilizar una variedad de promotores de genes vegetales que son regulados en respuesta a señales ambientales, hormonales, químicas y/o del desarrollo para la expresión de un gen unido operativamente en células vegetales, incluyendo promotores regulados por (1) calor (Callis et al., Plant Physiol. 88: 965, 1988), (2) luz (por ejemplo, el promotor de guisante rbcS-3A, Kuhlemeier et al., Plant Cell 1: 471, 1989; el promotor rbcS de maíz, Schaffner y Sheen, Plant Cell 3: 997, 1991; o el promotor de la proteína de unión de clorofila a/b, Simpson et al., EMBO J. 4: 2723, 1985), (3) hormonas, tal como ácido abscísico (Marcotte et al., Plant Cell 1: 969, 1989), (4) lesiones (por ejemplo, wunI, Siebertz et al., Plant Cell 1: 961, 1989); o (5) sustancias química, tal como jasmonato de metilo, ácido salicílico o un protector. También puede ser ventajoso emplear (6) promotores específicos de órganos (por ejemplo, Roshal et al., EMBO J. 6: 1155, 1987; Schernthaner et al., EMBO J. 7: 1249, 1988; Bustos et al., Plant Cell 1: 839, 1989). Los promotores de la presente invención son promotores mejorados para células embrionarias y mejorados para tejidos embrionarios que pueden estar ligados operativamente a cualquier gen de interés en un vector de expresión.
Los vectores de expresión vegetales incluyen señales de procesamiento de ARN, por ejemplo, intrones, que pueden estar ubicados hacia el extremo 5' o 3' de una secuencia codificante de un polipéptido en un transgén. Además, los vectores de expresión pueden incluir secuencias reguladoras adicionales de la región no traducida en 3' de genes vegetales (Thornburg et al., Proc. Natl. Acad. Sci. EE.UU. 84: 744 (1987); An et al., Plant Cell 1: 115 (1989), por ejemplo, una región de terminación en 3' para incrementar la estabilidad del ARNm, tal como la región de terminación PI-II de patata o las regiones de terminación en 3' de la octopina o nopalina sintasa. Las regiones no traducidas en 5' de un ARNm pueden cumplir una función importante en el inicio de la traducción y también puede ser un componente genético para un vector de expresión vegetal. Por ejemplo, se ha demostrado que las secuencias líder no traducidas en 5' derivadas de los genes de la proteína de choque térmico mejoran la expresión génica en plantas (véase, por ejemplo la patente de los EE.UU. 5.362.865). Estas secuencias reguladoras en 5' y 3' adicionales pueden derivar de una fuente nativa o heteróloga con respecto a los demás elementos presentes en el vector de expresión.
Las secuencias promotoras de la presente invención se usan para controlar la expresión génica en células vegetales. Más preferiblemente, las secuencias promotoras se usan para controlar la expresión génica en semillas de plantas. Incluso lo más preferiblemente, las secuencias promotoras se usan para controlar la expresión en embriones vegetales. Las secuencias promotoras descritas son componentes genéticos que forman parte de los vectores que se emplean en la transformación vegetal. Las secuencias promotoras de la presente invención se pueden usar con cualquier plásmido o vector de transformación vegetal adecuado que contenga un marcador seleccionable o rastreable y los elementos reguladores asociados, ya descritos, junto con uno o varios ácidos nucleicos expresados de manera suficiente como para conferir un rasgo deseable particular. Los ejemplos de genes estructurales adecuados de interés agronómico considerados en la presente invención incluyen, pero sin limitaciones, uno o varios genes para tolerancia a insectos, tal como B.t., tolerancia a plagas tal como genes para el control de enfermedades producidas por hongos, tolerancia a herbicidas tal como genes que confieren tolerancia a glifosato y genes para mejoras en la calidad tal como el rendimiento, las mejoras nutricionales tal como composición de vitaminas, aceites y aminoácidos, tolerancia al medio ambiente o al estrés o cualquier cambio deseable en la fisiología, el crecimiento, el desarrollo, la morfología o los productos vegetales de las plantas.
Alternativamente, las secuencias codificantes de ADN pueden definir estos fenotipos codificando para una molécula de ARN que no se puede traducir y que produce la inhibición de expresión deseada de un gen endógeno, por ejemplo por medio de mecanismos antisentido o de cosupresión (véase, por ejemplo, Bird et al., Biotech. Gen. Engin. Rev. 9: 207,1991). El ARN también podría ser una molécula de ARN catalítica (es decir, una ribozima) manipulada para dividir el producto de ARNm endógeno deseado (véase por ejemplo, Gibson y Shillitoe, Mol. Biotech. 7: 125,1997). Por consiguiente, cualquier gen que produzca una proteína o ARNm que exprese un fenotipo o un cambio de morfología de interés es de utilidad para la práctica de la presente invención.
Además de los elementos reguladores o las secuencias ubicadas hacia el extremo 5' o dentro de una secuencia de ADN, hay secuencias hacia el extremo 3' que afectan a la expresión génica y por lo tanto el término secuencia reguladora, tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a cualquier secuencia de nucleótidos ubicada hacia el extremo 5', dentro o hacia el extremo 3' de la secuencia de ADN que controla, media o afecta la expresión de un producto genético junto con el aparato de síntesis de proteínas de la célula.
Las secuencias promotoras de la presente invención se pueden modificar, por ejemplo para la expresión otros sistemas vegetales. En otro enfoque, se pueden diseñar o manipular promotores quiméricos o híbridos con varios métodos. Muchos promotores contienen secuencias en 5' que activan, mejoran o definen la fuerza y/o la especificidad del promotor (Atchison, Ann. Rev. Cell Biol. 4: 127, 1988). Los genes ADN-T por ejemplo, contienen cajas "TATA" que definen el sitio de iniciación de la transcripción y otros elementos en 5' ubicados hacia el extremo 5' con respecto al sitio de iniciación de la transcripción, modulan los niveles de transcripción (Gelvin, In Transgenic Plants (Kung, S.-D. Y Us, R., eds), San Diego: Academic Press, págs. 49-87, 1988). Otro promotor quimérico combinó un trímero de un activador de la octopina sintasa (ocs) con un activador de la manopina sintasa (mas) más el promotor y presentó un incremento en la expresión de un gen reporter (Min Ni et al., The Plant Journal 7: 661, 1995). Las secuencias reguladoras hacia 5' de la presente invención se pueden usar para la construcción de dichos promotores quiméricos o híbridos. Los métodos para la construcción de variantes de los promotores de la presente invención incluyen, pero sin limitaciones, la combinación de los elementos de control de diferentes promotores o la duplicación de porciones o regiones de un promotor (véase, por ejemplo, la patente de los EE.UU. 5.110.732 y la patente de los EE.UU. 5.097.025). Los expertos en la técnica están familiarizados con los materiales de recursos habituales que describen las condiciones y los procedimientos específicos para la construcción, manipulación y aislamiento de macromoléculas (por ejemplo, moléculas de ADN, plásmidos, etc.), la generación de organismos recombinantes y la búsqueda y el aislamiento de genes, (véase por ejemplo Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, 1989; Mailga et al., Methods in Plant Molecular Biology, Cold Spring Harbor Press, 1995; Birren et al., Genome Analysis: volumen 1, Análisis de ADN, (1997); volumen 2, Detección de genes, (1998); volumen 3, Sistemas de clonación, (1999), volumen 4, Mapeo de Genomas, (1999), Cold Spring Harbor, Nueva York).
Las secuencias promotoras de la presente invención se pueden incorporar en un vector de expresión usando marcadores rastreables o calificables como ya se describió y evaluarse en análisis transitorios que proporcionan una indicación de la expresión génica en sistemas vegetales estables. Los métodos para evaluar la expresión génica en ensayos transitorios son conocidos por los expertos en la técnica. Se ha descrito la expresión transitoria de genes marcadores usando diversas plantas, tejidos y sistemas de distribución de ADN. Por ejemplo, los tipos de análisis transitorio incluyen, pero sin limitaciones, distribución directa de genes por medio de electroporación o bombardeo de partículas de tejidos en cualquier ensayo transitorio con plantas, usando cualquier especie vegetal de interés. Dichos sistemas transitorios incluyen, pero sin limitaciones, protoplastos de cultivos en suspensión en trigo (Zhou et al., Plant Cell Reports 12: 612. 1993), electroporación de hojas de protoplastos de trigo (Sethi et al., J. Crop Sci. 52: 152, 1983; electroporación de protoplastos preparados a partir de tejido de maíz (Sheen, J. The Plant Cell 3: 225, 1991) o bombardeo de partículas de tejidos de interés específicos. La presente invención engloba el uso de cualquier sistema de expresión transitorio para evaluar las secuencias reguladoras unidas operativamente a genes reporter, genes marcadores o genes de interés agronómico seleccionados. Los ejemplos de tejidos vegetales considerados para las pruebas transitorias con un sistema de distribución apropiado incluyen, pero sin limitaciones, tejidos foliares basales, callos, cotiledones, raíces, endosperma, tejido embrionario, tejido floral, polen y tejido epidérmico.
Se puede utilizar cualquier marcador calificable o rastreable en un ensayo transitorio. Los genes marcadores preferidos para los análisis transitorios de los promotores o las secuencias reguladoras en 5' de la presente invención incluyen un gen GUS (la secuencia codificante de la \beta-glucuronidasa) o un gen GFP (la secuencia codificante de la proteína fluorescente verde). Los vectores de expresión que contienen las secuencias reguladoras en 5' unidas operativamente a un gen marcador son distribuidos en los tejidos y luego se analizan los tejidos con el mecanismo apropiado, según el marcador. Se usan análisis cuantitativos o cualitativos como una herramienta para evaluar el perfil de expresión potencial de las secuencias promotoras cuando están unidas operativamente a los genes de interés agronómico en plantas estables. Por último, las secuencias reguladoras en 5' de la presente invención se incorporan directamente en un vector de transformación vegetal adecuado para la expresión con las secuencias reguladoras en 5' unidas operativamente a marcadores seleccionables y genes de interés, se transforman en las plantas y se analiza en las plantas transformadas de forma estable, así como la progenie de las mismas, la presencia del perfil de expresión deseado conferido por las secuencias reguladoras en 5'. Los expertos en la técnica conocen los vectores adecuados para la transformación de plantas. Los vectores adecuados incluyen, pero sin limitaciones, plásmidos Ti desarmados (neutralizados) para los métodos mediados por Agrobacterium. Estos vectores pueden contener un marcador de resistencia, 1-2 bordes de ADN-T y orígenes de replicación para E. coli y Agrobacterium junto con uno o varios genes de interés y regiones reguladoras asociadas. Los expertos en la técnica saben que para los enfoques mediados por Agrobacterium hay varias cepas y métodos disponibles. Dichas cepas incluyen, pero sin limitaciones, cepas de Agrobacterium C58, LBA4404, EHA101 y EHA105. Las cepas particularmente preferidas son las cepas de Agrobacterium tumefaciens. Los expertos en la técnica también conocen otros sistemas de distribución de ADN para la transformación de plantas e incluyen, pero sin limitaciones, bombardeo de partículas de tejidos vegetales seleccionados. Los expertos en la técnica también conocen otros sistemas de distribución de ADN para la transformación de plantas e incluyen, pero sin limitaciones, bombardeo de partículas de tejidos vegetales seleccionados optimizados en general para el huésped vegetal de interés particular.
Los ejemplos de ácidos nucleicos que se pueden introducir con los métodos comprendidos por la presente invención incluyen, por ejemplo, secuencias de ADN o genes de otras especies o incluso genes o secuencias originarios o presentes en la misma especie, pero que se incorporan en las células receptoras mediante métodos de ingeniería genética en lugar de las técnicas clásicas de reproducción o cría. Sin embargo, el término exógeno también hace referencia a los genes que no están presentes habitualmente en la célula que se está transformando o tal vez simplemente no están presentes en la forma, estructura, etc., como se encuentra en el segmento de ADN o gen en transformación, o los genes que habitualmente están presentes pero que se desean, por ejemplo, sobreexpresar. Por consiguiente, el término ADN o gen "exógeno" hace referencia a cualquier gen o segmento de ADN que se introduce en una célula receptora, independientemente de si ya hay un gen similar presente en dicha célula. El tipo de ADN incluido en el ADN exógeno incluye ADN que ya está presente en la célula vegetal, ADN de otra planta, ADN de un organismo diferente o un ADN generado externamente, tal como una secuencia de ADN que contiene un mensaje antisentido de un gen, o una secuencia de ADN que codifica una versión sintética o modificada de un gen.
Los vectores de transformación vegetales que contienen las secuencias promotoras de la presente invención pueden introducirse en plantas con cualquier método de transformación de plantas. Hay diversos métodos disponibles para introducir las secuencias de ADN en células vegetales y son bien conocidos en la técnica. Los métodos adecuados incluyen, pero sin limitaciones, infección bacteriana, vectores bacterianos con un cromosoma binario artificial, distribución directa de ADN (por ejemplo por medio de transformación mediada por PEG, captación de ADN mediada por desecación/inhibición, electroporación, agitación con fibras de carburo siliconado y aceleración de partículas recubiertas con ADN (revisado en Potrykus, Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 42: 205, 1991).
Los métodos para una transformación específica de dicotiledóneas emplean principalmente Agrobacterium tumefaciens. Por ejemplo, las plantas transgénica notificadas incluyen, pero sin limitaciones, algodón (patente de los EE.UU. número 5.004.863; patente de los EE.UU. número 5.159.135; patente de los EE.UU. número 5.518.908, WO 97/43430), soja (patente de los EE.UU. número 5.569.834; patente de los EE.UU. número 5.416.011; McCabe et al., Bio/Technology, 6: 923, 1988; Christou et al., Plant Physiol., 87: 671, 1988); Brassica (patente de los EE.UU. número 5.463.174) y maní (Cheng et al., Plant Cell Rep., 15: 653, 1996).
Se han descrito métodos similares para la transformación de monocotiledóneas. La transformación y regeneración de plantas con estos métodos se describieron para varias plantas de cultivo incluyendo, pero sin limitaciones, espárrago (Asparagus officinalis; Bytebier et al., Proc. Natl. Acad. Sci. EE.UU., 84: 5345, 1987); cebada (Hordeum vulgare; Wan y Lemaux, Plant Physiol., 104: 37, 1994); maíz (Zea mays; Rhodes, C.A., et al., Science, 240: 204, 1988; Gordon-Kamm, et al., Plant Cell, 2: 603, 1990; Fromm, et al., Bio/Technology, 8: 833, 1990; Koziel, et al., Bio/Technology, 11: 194, 1993); avena (Avena sativa; Somers, et al., Bio/Technology, 10: 1589, 1992); césped ornamental (Dactylis glomerata; Horn, et al., Plant Cell Rep., 7: 469, 1988); arroz (Oryza sativa, incluyendo las variedades indica y japonica, Toriyama, et al., Bio/Technology, 6: 10, 1988; Zhang, et al., Plant Cell Rep., 7: 379, 1988; Luo y Wu, Plant Mol. Biol. Rep., 6: 165, 1988; Zhang y Wu, Theor. Appl. Genet., 76: 835, 1988; Christou, et al., Bio/Technology, 9: 957, 1991); sorgo (Sorghum bicolor; Casas, A.M., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. EE.UU., 90: 11212, 1993); caña de azúcar (Saccharum spp.; Bower y Birch, Plant J., 2: 409, 1992); festuca alta (Festuca arundinacea; Wang, Z.Y. et al., Bio/Technology, 10: 691, 1992); césped (Agrostis palustris; Zhong et al., Plant Cell Rep., 13: 1, 1993); trigo (Triticum aestivum; Vasil et al., Bio/Technology, 10: 667, 1992; Semanas T., et al., Plant Physiol., 102: 1077, 1993; Becker, et al., Plant, J. 5: 299, 1994) y alfalfa (Masoud, S.A., et al., Transgen. Res., 5: 313, 1996). Resultará evidente para los expertos en la técnica que se puede emplear y modificar varias metodologías de transformación para la producción de plantas transgénicas estables a partir de cualquier número de cultivos objetivo de interés.
Se analizan las plantas transformadas por la presencia de los genes de interés y el nivel y/o perfil de expresión conferido por las secuencias promotoras de la presente invención. Los expertos en la técnica conocen los diversos métodos disponibles para el análisis de plantas transformadas. Se puede emplear una gran variedad de métodos para evaluar la expresión génica y determinar si el o los genes introducidos están integrados, si funcionan apropiadamente y si se heredan como se espera que lo hagan. Para la presente invención, los promotores pueden evaluarse determinando los niveles de expresión de los genes a los cuales están ligados operativamente dichos promotores. Se puede determinar una evaluación preliminar de la función promotora con un método de ensayo transitorio usando genes reporter, pero una determinación más definitiva de la evaluación de los promotores surge a partir del análisis de plantas estables. Los métodos para el análisis de plantas incluyen, pero sin limitaciones, inmunotransferencias Southern o Northern, enfoques basados en PCR, análisis bioquímicos, métodos de examen fenotípico, evaluaciones de campo y ensayos de inmunodiagnóstico.
Los métodos de la presente invención incluyendo, pero sin limitaciones, la preparación de bibliotecas de ADNc, la preparación de bibliotecas genómicas, secuenciación, análisis de secuencia, tecnologías de PCR, construcción de vectores, ensayos transitorios y métodos de transformación de plantas, son bien conocidos por los expertos en la técnica y se llevan a cabo usando técnicas estándar o modificaciones de las mismas.
Los siguientes ejemplos se incluyen para demostrar las realizaciones preferidas de la invención. Los expertos en la técnica comprenderán que las técnicas descritas en los siguientes ejemplos representan técnicas que se ha descubierto que funcionan bien en la práctica de la invención.
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Ejemplos
Se seleccionaron varios tejidos y etapas del desarrollo vegetal para la preparación de las bibliotecas de maíz. Los expertos en la técnica conocen las variaciones que se pueden dar en la selección y preparación de los tejidos entre un muestreador de tejidos y otro. A continuación se describen las condiciones para las bibliotecas objetivo.
Ejemplo 1
Se usó tejido de embriones de maíz trece días después de la polinización (13-DAP) (biblioteca SATMON033) o veintiún días después de la polinización (21-DAP) (biblioteca SATMON017) como fuente de material para las bibliotecas de ADNc Embryo-13-DAP o Embryo-21-DAP, respectivamente. Las bibliotecas se generaron a partir de maíz (DK604, Dekalb Genetics, Dekalb, Illinois EE.UU.). Las semillas se plantaron a una profundidad de aproximadamente 3 cm en tierra de macetas de 2''-3'' que contenían medio de crecimiento Metro 200 y se transplantaron a macetas más grandes de 10'' que contenían la misma tierra después de 2-3 semanas. Se aplicó el fertilizante Peters 15-16-17 aproximadamente 3 veces por semana después del transplante, a una fuerza de 150 ppm N y 2-3 veces durante la vida de la planta desde el transplante hasta la floración. Se agregó un total de aproximadamente 900 mg de Fe a cada maceta, durante dos a tres veces durante la vida de la planta, desde el transplante hasta la floración. Las plantas de maíz se cultivan en invernadero con ciclos de 15 h día/9 h noche. La temperatura diurna era de aproximadamente 80ºF y la temperatura nocturna era de aproximadamente 70ºF. Los suplementos de luz se proporcionaron con lámparas de vapor de sodio de 1000W.
Las plantas de maíz seleccionadas se encuentran más allá de la etapa V10 y los brotes de mazorcas listos para la fertilización se encerraron en bolsas de papel antes de la aparición de estilos para retener el polen. Trece días después de la polinización (13-DAP) o veintiún días después de la polinización (21-DAP), se separan estas mazorcas y se retiran los granos de las mismas. Cada grano se disecó en embrión y endosperma y se retiró la capa de aleurona. Después de la disección, los embriones se congelaron en nitrógeno líquido y se guardaron a -80ºC hasta la preparación de ARN.
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Para la preparación de la biblioteca de callos regenerantes HI II de tipo II (SATMON025), se prepararon placas de Petri que contenían medio de iniciación de callos. El medio contenía vitaminas y sales N6, sacarosa al 3%, prolina 2,3 g/litro, hidrolizado de caseína 0,1 g/litro, 2,4-D 2 mg/litro, AgNO_{3} 15,3 mg/litro y Bacto-Agar 0,8% y el medio se ajustó a pH 6,0 antes de someter al autoclave. A los 9-11 días después de la polinización, se seleccionó una mazorca con embriones inmaduros que medían aproximadamente 1-2 mm de longitud. Se eliminaron las chalas y los estilos y la mazorca se rompió en dos mitades y se colocó en una disolución sometida al autoclave de Clorox/Tween 20. La mazorca se lavó con agua desionizada y cada uno de los embriones se extrajo de los granos. Los embriones intactos se colocaron en contacto con el medio, con el lado del escutelo hacia arriba. Se sembraron en placa múltiples embriones sobre cada placa y dichas placas se incubaron en la oscuridad a 25ºC (todos los componentes de los medios se encuentran disponibles comercialmente y la mayoría se obtuvo de Sigma Chemical Co., St. Louis, MO). Los tejidos de callos de tipo II friables formados se transfirieron al medio descrito anteriormente pero sin AgNO_{3} y se subcultivaron cada 7-10 días, aproximadamente 4 semanas después del aislamiento de los embriones, los callos se extrajeron de las placas y se congelaron en nitrógeno líquido. El tejido recogido se guardó a -80ºC hasta la preparación de ARN.
El ARN se purificó a partir del tejido recogido usando el reactivo Trizol disponible de Life Technologies (Gaithersburg, Maryland) esencialmente según las recomendaciones del proveedor. Se purificó ARN Poli A+ (ARNm) usando perlas magnéticas oligo dT esencialmente según las recomendaciones del proveedor (Dynabeads, Dynal Corporation, Lake Success, Nueva York).
La construcción de bibliotecas de ADNc es bien conocida en la técnica y existe una gran cantidad de estrategias de clonación. Hay muchos kits de construcción de bibliotecas de ADNc disponibles comercialmente. Se utilizó el sistema de plásmido Superscript^{MR} para la síntesis de ADNc y clonación de plásmidos (Gibco BRL, Life Technologies, Gaithersburg, MD), en las condiciones recomendadas por el proveedor.
Las bibliotecas de ADNc se sembraron en placa sobre agar LB que contenía los antibióticos apropiados para la selección y se incubaron a 37ºC durante el tiempo suficiente como para permitir el crecimiento de colonias individuales. Se colocaron colonias individuales en cada cavidad de una placa para microtitulación de 96 cavidades que contenía LB líquido, incluyendo los antibióticos selectivos. Las placas se incubaron durante toda la noche a aproximadamente 37ºC con agitación suave para promover el crecimiento de los cultivos. Se aisló ADN de plásmido de cada clon utilizando los kits para aislamiento de plásmidos Qiaprep, usando las condiciones recomendadas por el proveedor (Qiagen Inc., Santa Clara, CA).
Los clones de ADN de plásmido molde se emplean para la posterior secuenciación. Para la secuenciación, se usó el kit ABI PRISM dRhodamine Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction con ADN Polimerasa AmpliTaq®, FS, (PE Applied Biosystems, Foster City, CA.
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Ejemplo 2
Los promotores se identificaron a partir de una base de datos de secuencias de EST derivadas de las bibliotecas de ADNc preparadas con los diversos tejidos de maíz, incluyendo ARNm de células embrionarias y ARNm mejorado de tejidos embrionarios o de callos. Las secuencias también se usaron como secuencias de consulta en las bases de datos de GenBank que contienen secuencias identificadas y descritas previamente y se buscaron las regiones de homología usando los programas BLAST. La selección de las etiquetas de secuencia expresada (EST) para el subsiguiente aislamiento de promotores reflejará la presencia de una o varias secuencias entre las EST representativas de un muestreo aleatorio de una biblioteca de ADNc individual o una colección de bibliotecas de ADNc. Para identificar las secuencias reguladoras que regulan la expresión de los transcritos en embriones de maíz, se aplica la función de formación de subconjuntos, solicitando todas las EST halladas en las bibliotecas de embriones objetivo y ausentes o en menor abundancia en otras bibliotecas de EST que no son objetivo en la base de datos. Las EST candidatas resultantes se someten a una función Northern electrónica en la que se muestra el perfil de expresión supuesto del tejido y los niveles de abundancia en una biblioteca para una EST dada. Se identifican las EST objetivo con el perfil de expresión y la abundancia en el tejido deseado y se diseñan cebadores específicos del gen partiendo de la base de dichas secuencias de EST identificadas. La calificación de producto se refiere a la fuerza de una coincidencia BLAST entre el clon de EST de interés y una secuencia de GenBank. El porcentaje de abundancia se relaciona con la cantidad de veces que aparecen los miembros de un grupo de secuencias expresadas relacionadas en la biblioteca de la cual deriva la EST. Se puede llevar a cabo cualquier cantidad de consultas para obtener las EST deseadas y dependerá de la base de datos de EST y de los programas por ordenador disponibles para los análisis de secuencia. Para la presente invención, las secuencias se identifican mediante la selección de los valores deseados para abundancia relativa, astringencia y/o calificación de producto. Para las secuencias promotoras de SEQ ID Nº: 36-51, se selecciona una abundancia objetivo \geq 1 con un nivel basal \leq 0, una astringencia \geq 50 y una calificación de producto \leq 100.
Los ID de clon para las secuencias de EST de interés que representan el ADNc con el perfil de expresión buscado se identifican partiendo de la base de estas consultas en la base de datos. En la Tabla 1 se muestra información basal de las ID de clones (EST), fuentes de bibliotecas y la información del identificador de GenBank (gi) para las EST usadas en el subsiguiente aislamiento de las secuencias promotoras de SEQ ID Nº: 36-51. Se indica la anotación de secuencia para los ID de clon partiendo de la base de una búsqueda en BLAST de GenBank con un valor de corte p de 10^{-8}. La información se somete a cambios a medida que se envían nuevas secuencias a las bases de datos de secuencias. Las anotaciones para las EST se enumeran de la siguiente manera con la información sobre la anotación entre paréntesis: Clon 700614347 (gen de la proteína específica de embriones (Ose731) de Oryza sativa subsp. Indica, cds completo); Clon 700257959 (ARNm de la proteína tipo globulina de Oryza sativa, clon Ose709, cds parcial); Clon 700265029 (ARNm de la mio-inositol-1-fosfato sintasa de Zea mays, cds completo); Clon 700321659 (ARNm para la proteína Lea grupo 3 MGL3 de Zea mays); Clon 700616085 (gen de la proteína específica de embriones (Ose731) de Oryza sativa subsp. Indica, cds completo).
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TABLA 1 Resumen de información sobre los promotores (sólo la SEQ ID Nº 38 pertenece a la presente invención)
1
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Ejemplo 3
Las bibliotecas genómicas se prepararon a partir de ADN de maíz (del maíz híbrido Fr27 x FrMo17) aislado con el protocolo de purificación de CsCl según la descripción de Ausubel et al., 1992, o con un método de purificación CTAB (Rogers y Bendich, Plant Mol. Biol., 5: 69 (1985). Los reactivos se encuentran disponibles comercialmente (por ejemplo, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO). Las bibliotecas se prepararon según las instrucciones del proveedor (GENOME WALKER, es la marca comercial de CLONTECH Laboratories, Inc, Palo Alto, CA). En reacciones separadas, el ADN genómico se sometió a digestión con enzimas de restricción durante toda la noche a 37ºC con las siguientes endonucleasas para generar extremos pegajosos: EcoRV, ScaI, DraI, PvuII o StuI (CLONTECH Laboratories, Inc. Palo Alto, CA). Las mezclas de reacción se extrajeron con fenol:cloroformo, se precipitaron con etanol y se volvieron a suspender en tampón Tris-EDTA. Los fragmentos de ADN genómico de extremos pegajosos purificados se ligaron después con los adaptadores GenomeWalker^{MR} y la ligación de los fragmentos de ADN resultantes a los adaptadores se efectuó según el protocolo del proveedor. Las sub-bibliotecas GenomeWalker^{MR} se dividieron en alícuotas y se guardaron a -20ºC.
El ADN genómico ligado al adaptador GenomeWalker^{MR} (anterior) se sometió a una ronda primaria de amplificación por PCR con el cebador específico de genes 1 (GSP1) y un cebador que se alinea con la secuencia adaptadora, el cebador adaptador 1 (AP1) se muestra en la SEQ ID Nº: 1. Se utilizó una alícuota diluida (1:50) de la reacción primaria de PCR como ADN entrante para una ronda de amplificación por PCR anidada con el cebador específico de genes 2 (GSP2) y el cebador adaptador 2 (AP2) que se muestra en la SEQ ID Nº: 2 o el cebador adaptador 3 (AP3) que se muestra en la SEQ ID Nº: 3. Las temperaturas de alineamiento del cebador primario Genome Walker (AP1) y del cebador anidado (AP2) son de 59ºC y 71ºC, respectivamente. En general, los cebadores específicos de genes se diseñan para presentar las siguientes características: 26-30 nucleótidos de longitud, contenido de GC del 40-60% con temperaturas resultantes para la mayoría de los cebadores específicos de genes en el intervalo alto de 60ºC o aproximadamente 70ºC. La Taq polimerasa empleada, Amplitaq Gold^{MR}, se encuentra disponible de Perkin-Elmer Biosystems (Branchbury, Nueva Jersey). Hay muchos instrumentos para ciclos de temperatura y kits de reactivos disponibles comercialmente de varios proveedores para los experimentos de PCR e incluyen aquellos disponibles de PE Biosystems (Foster City, CA), Strategene (La Jolla, CA) y MJ Research Inc. (Watertown, MA). Después de la reacción primaria de PCR, se tomó una alícuota (10-15 \mul) para el análisis sobre gel de agarosa. Cada banda desconocida se amplificó a partir de 5 sub-bibliotecas genómicas y un control negativo (sin ADN).
Los componentes y las condiciones de la PCR son como se definen a continuación:
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PCR PRIMARIA
2
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Condiciones de reacción para la PCR primaria:
A.
9 minutos a 95ºC
B.
94ºC durante 2 segundos, 70ºC durante 3 minutos; repetir los ciclos de 94ºC/70ºC durante un total de 7 veces
C.
94ºC durante 2 segundos, 65ºC durante 3 minutos; repetir los ciclos de 94ºC/65ºC durante un total de 36 veces
D.
65ºC durante 4 minutos como extensión final
E.
10ºC para una incubación extendida
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PCR ANIDADA (reacción secundaria de PCR)
3
Condiciones de reacción para la PCR anidada:
A.
9 minutos a 95ºC
B.
94ºC durante 2 segundos, 70ºC durante 3 minutos; repetir el ciclo de 94ºC/70ºC durante un total de 5 veces
C.
94ºC durante 2 segundos, 65ºC durante 3 minutos; repetir el ciclo de 94ºC/65ºC durante un total de 24 veces
D.
65ºC durante 4 minutos como extensión final
E.
10ºC para una incubación extendida
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Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 36 (ID clon 700264271), la SEQ ID Nº: 1 (A) se combinó con la SEQ ID Nº: 6 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 7 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 37 (ID clon 700265872), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 8 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 9 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora de la SEQ ID Nº: 38 de la invención (ID clon 700263624), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 10 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 11 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 39 (ID clon 700267629), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 12 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 13 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 40 (ID clon 700258061), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 14 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 15 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 41 (ID clon 700614347), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 16 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 17 en una reacción secundaria de PCR.
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Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 42 (ID clon 700257959), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 18 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 19 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 43 (ID clon 700265029), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 20 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 21 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 44 (ID clon 700266438), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 22 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 23 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 45 (ID clon 700259522), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 24 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 25 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 46 (ID clon 700321659), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 26 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 27 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 47 (ID clon 700257969), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 28 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 29 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 48 (ID clon 700613864), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 30 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 2 se combinó con la SEQ ID Nº: 31 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 49 (ID clon 700260279-biblioteca PvuII), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 32 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 3 se combinó con la SEQ ID Nº: 33 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 50 (ID clon 700260279-biblioteca DraI), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 32 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 3 se combinó con la SEQ ID Nº: 34 en una reacción secundaria de PCR.
Para el aislamiento de la secuencia promotora descrita de la SEQ ID Nº: 51 (ID clon 700266176), la SEQ ID Nº: 1 se combinó con la SEQ ID Nº: 34 en una reacción primaria de PCR. Para la reacción de PCR anidada, la SEQ ID Nº: 3 se combinó con la SEQ ID Nº: 35 en una reacción secundaria de PCR.
Ejemplo 4
Los fragmentos de ADN resultantes de la amplificación por PCR anidada se aislaron y purificaron sobre gel. Una alícuota de 40 \mul de la PCR secundaria se sometió a electroforesis sobre un gel de agarosa. El fragmento de ADN del producto de la PCR secundaria se purificó del gel de agarosa usando el kit BIO101 Geneclean II (Midwest Scientific, Valley Park, MO) en las condiciones recomendadas por el proveedor. El ADN purificado se ligó al vector pGEM-T Easy (pGEM-T Easy Vector System I, Promega Corp., Madison, WI) en las condiciones recomendadas por el proveedor. Una alícuota de la reacción de ligación se transformó en un huésped adecuado de E. coli, tal como DH10B, y las células se sembraron en placa sobre medio de selección (para DH10B, carbenicilina 100 \mug/ml). Los transformantes bacterianos se seleccionaron, se cultivaron en medio de cultivo líquido y luego se aisló el ADN de plásmido usando un kit disponible comercialmente, tal como el kit Qiaprep Spin Microprep (Qiagen Corp., Valencia, CA). El plásmido purificado que contenía el tamaño de inserto predicho según el análisis con enzimas de restricción se secuenció utilizando el método de terminación con colorante en ambas direcciones usando los cebadores directo e inverso M13 que se muestran en las SEQ ID Nº: 4 (cebador directo M13) y SEQ ID Nº: 5 (cebador inverso M13). Las enzimas de restricción usadas también se encuentran disponibles comercialmente de diversos proveedores (por ejemplo, Boehringer Mannheim (Indianapolis, IN). Se determinaron las regiones flanqueantes en 5' que contenían las secuencias promotoras y que se muestran en las SEQ ID Nº: 36-51. La manipulación de los sitios de restricción para clonar los fragmentos promotores en los vectores adecuados se realiza normalmente usando métodos de PCR conocidos por los expertos en la técnica.
Ejemplo 5
Para los análisis de expresión, los fragmentos promotores se clonaron en vectores de expresión. Si se identifica un codón de iniciación (AUG) de un gen promotor objetivo, el fragmento promotor se clona en el vector tal como se muestra en la figura 1 (pMON19469) en lugar del elemento genético P-CaMV.35S. Si no se identifica un AUG, el fragmento promotor se clona en el vector de expresión modificado para obtener fusiones de traducción con un gen reporter tal como GUS o GFP.
Las construcciones de expresión se evaluaron en un ensayo transitorio en plantas. Hay muchos ensayos disponibles y que son conocidos por los expertos en la técnica. Para un ensayo histoquímico para determinar la actividad GUS, se recogieron embriones 13-DAP y se colocaron sobre medios de cultivo, tal como medio MS (Physiologia Plantarum 15: 473 (1962), junto con callos embrionarios de Tipo II. Para analizar los promotores en un ensayo transitorio, se bombardearon porciones de endosperma de granos 13-DAP y segmentos de hojas etioladas de plántulas 14 días después de la germinación (DAG) con el vector de expresión de ADN usando un equipo de pistola de partículas adecuado (véase por ejemplo Christou et al., Plant Physiol., 87: 671 (1989); Klein et al., Proc. Natl. Acad. Sci. EE.UU., 85: 4305 (1988); Ye,G.-N., et al., Plant Mol. Biol., 15: 809 (1990). Cada vector de expresión se bombardea sobre dos placas independientes. Se deja que los tejidos se recuperen durante 48 horas y luego se colorean con X-Gluc (5-bromo-4-cloro-3-indoíl \beta-D-glucurónido) para detectar la expresión del gen GUS en los tejidos de interés (Jefferson et al., EMBO J., 6: 3901 (1987).
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Ejemplo 6
Para una transformación vegetal estable, las secuencias promotoras se clonaron en un vector de transformación vegetal tal como el que se muestra en la figura 2 (pMON39721) y se transformaron en el cultivo objetivo de interés con un sistema de distribución apropiado, tal como una transformación mediada por Agrobacterium (véase por ejemplo las patentes de los EE.UU. números 5.569.834, 5.416.011, 5.631.152, 5.159.135 y 5.004.863) o con métodos de bombardeo de partículas (véase por ejemplo las solicitudes de patente WO 92/15675, WO 97/48814 y la solicitud de patente europea 586.355 y las patentes de los EE.UU. números 5.120.657, 5.503.998, 5.830.728 y 5.015.580).
El fragmento NotI del pMON51002 (figura 3.) que incluye el promotor Zm.700258061 (SEQ ID Nº: 40) que dirige la expresión del gen Ec.GUS se aisló y clonó en el sitio NotI del vector de transformación vegetal pMON39721 (figura 2) para generar el pMON51008 (figura 4) para una transformación estable de maíz. El fragmento NotI del pMON51001 (figura 5) que incluye el promotor Zm.700267629 (SEQ ID Nº: 39) que dirige la expresión del gen Ec.GUS se aisló y clonó en el sitio NotI del vector de transformación vegetal pMON39721 para generar el pMON51009 (figura 9) para una transformación estable de maíz. El fragmento NotI del pMON51003 (figura 7) que incluye el promotor Zm.700263624 (SEQ ID Nº: 38) que dirige la expresión del gen Ec.GUS se aisló y clonó en el sitio NotI del vector de transformación vegetal pMON39721 para generar el pMON51010 (figura 8) para una transformación estable de maíz. Se usaron métodos bien conocidos en la técnica de la biología molecular, tal como digestión por endonucleasas, purificación de fragmentos de ADN, ligación, transformación de bacterias, selección de antibióticos, purificación de plásmidos, en la construcción de estas construcciones de transformación vegetal (<biblio>). Las construcciones de transformación vegetal se transfirieron a Agrobacterium tumefaciens mediante un procedimiento de apareamiento triparental (Ditta et al. Proc. Natl Acad. Sci, EE.UU. 77: 7347 (1980).
Se empleó Agrobacterium tumefaciens (cepa ABI) y se cultivó en medio líquido LB (50 ml de medio por frasco de 250 ml) que contenía kanamicina 100 mg/l, espectinomicina 50 mg/l y cloranfenicol 25 mg/l (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) durante aproximadamente 24 horas (sobre un agitador rotatorio a 150-160 r.p.m.) a 27ºC. El cultivo se centrifugó a 3400 r.p.m. y se volvió a suspender en medio líquido AB (la DO se ajustó en 0,2 a 660 nm) que contenía la ½ del nivel de espectinomicina y kanamicina usado en el medio LB, además de 200 \muM de acetosiringona (AS; usado para la inducción de virulencia) en un frasco de 250 ml. Después del cultivo durante 15-16 horas en las mismas condiciones que el cultivo con LB, la suspensión de Agrobacterium se cosechó y lavó en medio ½ MS VI que contenía AS y se centrifugó nuevamente antes de volver a suspenderla en el medio MS PL (también contiene el mismo nivel de AS). La concentración final de Agrobacterium fue de aproximadamente 1 x 10^{9} ufc/ml (que es igual a una DO de 1,0 a 660).
Se empleó un triple híbrido de maíz de (Pa91 x H99) x A188 para la transformación en estos experimentos. Se recogieron, de forma aséptica, embriones inmaduros de maíz con un tamaño de 0,5 mm a 2,0 mm de longitud y se sumergieron en medio líquido MS PL, que contenía Agrobacterium y 200 \muM de AS, durante 30 minutos. Los embriones inmaduros se secaron sobre papel antes de sembrarse en placa sobre ½ de medio de co-cultivo MS, que contenía 2,4-D 3,0 mg/l, acetosiringona 200 \muM, sacarosa 2%, glucosa 1%, prolina 12 mM y nitrato de plata 20 \muM, y se cultivaron a 23ºC durante 2 ó 3 días. Luego se transfirieron los embriones a un medio de retardo 15AA que consistía en macro y microsales 15AA, 2,4-D 1 mg/l, prolina 12 mM y carbenicilina 500 mg/l y se cultivaron a 27ºC durante 5 días. Los embriones se transfirieron al primer medio de selección, que contenía medio 15AA con 2,4-D 1,0 mg/l, prolina 12 mM, carbenicilina 750 mg/l y paromomicina 50 mg/l, y se cultivaron durante 2 semanas a 27ºC. Después se transfirieron los embriones al mismo medio pero conteniendo un mayor nivel de agentes de selección (paromomicina 100 mg/l) durante 2 semanas antes de transferir estos embriones a un medio que contenía paromomicina 200 mg/l para una o dos selecciones más. Los callos seleccionados se transfirieron a medio de regeneración MS 6BA durante aproximadamente 2 semanas antes de llevarlos a medio MS OD en Phytatrays y cultivarlos en ambiente iluminado. Se seleccionaron las plántulas con un desarrollo vigoroso de raíces y brotes y se colocaron en tierra y se aclimataron durante 7 días antes de colocarlas en el invernadero.
Las plantas transgénicas en el invernadero se cruzaron con H99 y se cosecharon los embriones inmaduros de las mismas 13 y 21 días después de la polinización para los ensayos de coloración de la actividad GUS (Tabla 2) y MUG (Tabla 3). Los ensayos de coloración GUS de los tejidos vegetales transgénicos (Jefferson et al., EMBO J., 6: 3901 (1987) proporcionaron un análisis cualitativo de los promotores mejorados para embriones de maíz de la presente invención para determinar el patrón de expresión en hojas, raíces, embriones, endosperma y tejidos de recubrimiento de las semillas de maíz. La expresión de GUS de las secuencias promotoras de la presente invención no se detectó en hojas y se detectó con poca frecuencia en los tejidos radiculares. La expresión de GUS se detectó en semillas, en especial en los embriones de las semillas. Estos promotores muestran una mayor expresión en semillas y tejidos asociados a semillas con relación a la expresión en raíces, hojas u otros tejidos vegetativos.
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TABLA 2 Actividad GUS cualitativo en extractos de tejido transgénico de maíz
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Los ensayos MUG proporcionaron un análisis cuantitativo de la expresión en embriones y endosperma de las semillas transgénicas. Se extrajeron proteínas totales de 10 embriones y 10 endospermas disecados de cada mitad de mazorca de una planta de maíz transgénica. El control negativo PHxA/CK de tejido de maíz de tipo natural, se evaluó en el punto de tiempo de 13 dpp. En el ensayo MUG se emplearon 500 \mul de tampón de extracción GUS que se agregaron a los tejidos y los tejidos se molieron con una mano de mortero de teflón en un tubo Eppendorf de 1,5 ml y se centrifugaron a 10K R.P.M. durante 5 min a 4 grados (Beckman GS-15R). Se transfirieron 400 \mul de sobrenadante a una placa de 96 cavidades limpias. Los extractos se congelaron sobre hielo seco y se guardaron a -80 hasta su uso. El ensayo MUG consistía en la generación de una curva de actividad estándar con una dilución seriada de 4-metil umbeliferona (SIGMA M1381) desde 31,2 pmoles hasta 2000 pmoles. Se agregaron 5 \mul de cada extracto a una placa de 96 cavidades de fondo plano (Falcon 3872) por duplicado después de una primera lectura para determinar el nivel basal. Se agregaron 200 \mul de solución de ensayo GUS (KPO_{4} 0,1M pH 7,8, EDTA 1,0 mM, glicerol 5%, DTT 10,0 mM, 4-metil-umbeliferil glucurónido 2 mM (Fluka 69602) a cada cavidad y se mezclaron con las muestras por pipeteo. La placa se leyó cinéticamente sobre un equipo F-max (Molecular Devices) a 37ºC con el par de filtros: excitación-355/emisión-460. Una lectura habitual consistía en 21 lecturas a intervalos de 3 min y por último 1 hora. La actividad GUS (pmol/min/\mug proteína) se calculó partiendo de la base de los resultados MUG y los resultados de proteínas de cada muestra. Se evaluaron las proteínas totales usando el kit para ensayo de proteínas de Bio-Rad. Se usaron diluciones seriadas de proteína BSA desde 0,05 mg/ml hasta 0,5 mg/ml para la curva estándar. Se agregaron 1,5 \mul de extracto a la placa de 96 cavidades de fondo plano (Falcon) por duplicado. Se agregaron 200 \mul de reactivo colorante diluido y se mezclaron con las muestras. Se midió la absorbancia a 595 nm en un equipo Spectromax 250 (Molecular Devices) a temperatura ambiente después de 5 min de incubación a temperatura ambiente. El análisis MUG demostró que los promotores aislados en la invención se expresan en tejido de semillas de maíz y diferencialmente en los tejidos de embriones y endosperma. Se pueden seleccionar líneas de maíz transformadas de forma independiente de la población de plantas transformadas con los promotores de la presente invención que se expresan en diferentes etapas del desarrollo de los embriones y del endosperma en las semillas.
TABLA 3 Ensayo MUG /pmol/min/\mug proteína
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Existe una gran cantidad de sistemas y métodos de transformación y regeneración y son bien conocidos por los expertos en la técnica. Las plantas transformadas de forma estable y la progenie son analizadas a continuación para determinar la expresión génica en los tejidos de interés mediante cualquiera de los diversos métodos de evaluación molecular, inmunodiagnóstico, bioquímico y/o de campo, conocidos por los expertos en la técnica.
Ejemplo 7
Los elementos reguladores que actúan en cis necesarios para una regulación promotora apropiada pueden identificarse de muchas maneras. En un método, se realiza un análisis de deleción para eliminar regiones del promotor y los fragmentos promotores resultantes se evalúan por su actividad promotora. Se considera que un fragmento de ADN es necesario para la regulación promotora si la actividad del promotor truncado está alterada en comparación con el fragmento promotor original. Por medio de este análisis de supresión, es posible identificar pequeñas regiones de ADN que son necesarios para una regulación positiva o negativa de la transcripción. También se pueden identificar motivos de la secuencia promotora y se pueden manipular nuevos promotores para que contengan estos elementos cis para modular la expresión de secuencias unidas operativamente capaces de transcribirse. Véase, por ejemplo, la patente de los EE.UU. número 5.223.419, cuyo contenido se incorpora por completo en el presente documento a modo de referencia, la patente de los EE.UU. número 4.990.607 y la patente de los EE.UU. número 5.097.025.
Un enfoque alternativo consiste en buscar secuencias similares entre los promotores con perfiles de expresión parecidos. Los promotores con patrones de actividad superpuestos pueden tener mecanismos reguladores comunes. Se pueden usar varios programas de ordenador para identificar motivos de secuencia conservados entre promotores incluyendo, pero sin limitaciones, MEME, SIGNAL SCAN o GENE SCAN. Estos motivos pueden representar sitios de unión para los factores de transcripción que actúan regulando los promotores. Una vez identificados los motivos de secuencia, se puede evaluar su función. Por ejemplo, se pueden eliminar las secuencias de los motivos del promotor para determinar si el motivo es necesario para un correcto funcionamiento del promotor. Alternativamente, es posible agregar el motivo a un promotor mínimo para evaluar si es suficiente para activar la transcripción. Los elementos reguladores que se sospeche que son negativos pueden evaluarse por adición a un promotor activo y observación de una reducción en dicha actividad promotora. Algunos elementos reguladores que actúan en cis pueden necesitar otros elementos para funcionar. Por ello, se pueden evaluar múltiples elementos en diversas combinaciones por cualquiera de los diversos métodos conocidos por los expertos en la técnica.
Una vez identificados los elementos promotores funcionales, dichos elementos promotores pueden modificarse en cuanto a los nucleótidos para afectar la unión a proteínas. Las modificaciones pueden producir una mayor o menor afinidad de unión, lo cual afectará el nivel de transcripción a partir de dicho promotor.
Los elementos promotores pueden actuar de forma aditiva o sinérgica para afectar la actividad promotora general. En este sentido, se pueden ubicar elementos promotores de diferentes regiones reguladoras en 5' en tándem para obtener un promotor con un espectro de expresión diferente o con un mayor nivel de expresión. Además, se puede multimerizar un elemento promotor para incrementar los niveles de expresión específicamente en el patrón afectado por dicho elemento promotor.
Los métodos técnicos necesarios para construir vectores de expresión que contengan los nuevos elementos reguladores en 5' manipulados son conocidos por los expertos en la técnica. Los promotores manipulados se evalúan en los vectores de expresión y se efectúan pruebas transitorias ligando operativamente los nuevos promotores a un gen reporter adecuado, tal como GUS, y ensayos transitorios en plantas. Los nuevos promotores se ligan operativamente a uno o varios genes de interés y se incorporan en un vector de transformación vegetal junto con uno o varios elementos reguladores adicionales y se transforman en la planta objetivo de interés mediante un sistema de distribución de ADN adecuado. Las plantas transformadas de forma estable y la subsiguiente progenie se evalúan por medio de diversos métodos moleculares, de inmunodiagnóstico, bioquímicos, fenotípicos o de campo adecuados para evaluar la o las características agronómicas deseadas.
Con los métodos que se describen en el presente documento, los expertos en la técnica de la biología molecular vegetal pueden aislar secuencias de ADN promotoras que pueden regular la transcripción de una secuencia de ADN heteróloga unida operativamente a las secuencias promotoras. Estos promotores son de utilidad para mejorar la expresión de transgenes en semillas de plantas, tejidos embrionarios vegetales y tejidos de callos vegetales con relación a los niveles de expresión que estos promotores pueden dirigir en otras células y tejidos vegetales, tal como raíces y hojas. Las moléculas de ADN que constituyen las secuencias promotoras de la presente invención comprenden diversos elementos que actúan en cis que pueden aislarse y fusionarse con moléculas de ADN de secuencias promotoras conocidas para crear una secuencia promotora híbrida. Estos promotores híbridos tendrán patrones de expresión diferentes de las secuencias promotoras conocidas y las secuencias de promotores pueden aislarse con los métodos de la presente invención. Los promotores conocidos que funcionan en plantas incluyen, pero sin limitaciones, los promotores 35S y 19S del virus en mosaico de la coliflor, el promotor 35S del virus en mosaico de la escrofularia, el promotor del virus baciliforme de la caña de azúcar y otros promotores de virus de plantas, promotores de actina de plantas tal como el promotor de actina de arroz y los promotores de actina de Arabidopsis y los promotores de ubiquitina de plantas. Se ha determinado que estos promotores tienen secuencias mínimas que dirigen la transcripción en células vegetales transgénicas. Estas secuencias mínimas son componentes de promotores híbridos con elementos que actúan en cis de las ADN moléculas de la presente invención.
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citadas por el solicitante en sólo para conveniencia del solicitante. Dicha lista no forma parte del documento de patente europeo. Aún cuando se ha tenido cuidado en la recopilación de las regencias, errores u omisiones no pueden excluirse y la Oficina Europea de Patentes niega toda responsabilidad a este respecto.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
tgaggctgga cggtttgatc tcccactt
\hfill
28
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 19
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 42
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 19
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cgcggatcca gatctgaaga agaagaaccc gagtcgccac cc
\hfill
42
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
agctctcgat gaacatcttg cctttcctc
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 43
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cgcggatcca gatctgaatg gaatgcgaag cgaggtagcg agc
\hfill
43
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 22
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 22
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
acgacacctc tcgccatagc aaactctcc
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 23
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 44
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 23
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cgcggatcca gatctcattc atctgatcca tccgtcacca ctcc
\hfill
44
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 24
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
ggagatgtgg ttgagcgcca tcatcgg
\hfill
27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
agtcgcagtc ctggcctctt tggggtg
\hfill
27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 30
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 26
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
caaatcactc ggagaaagaa atatgcttgg
\hfill
30
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
ggctactact gactgtgacg atggtgctc
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 28
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 28
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
ccagaagcag gaggaggacg aagaagg
\hfill
27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gaaacgaact ccagagcttg ccgagg
\hfill
26
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 30
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 30
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
acaagacgat tcccagacaa gggacca
\hfill
27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 31
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 31
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gcccacacct cacggcatcc atattt
\hfill
26
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 32
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 32
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
acgagcgcca cttgtcttga acttgttgg
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 33
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 41
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 33
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cgcggatcca gatctagcgc gaactgccgg cggcgctgct c
\hfill
41
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 34
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 34
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gtcggttaga ccgaacaaaa attcagc
\hfill
27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 35
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 43
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 35
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cgcggatcca gatctgtcgg ttagaccgaa caaaaattca gcc
\hfill
43
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 36
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 654
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 36
41
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 37
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 277
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 37
42
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 38
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 476
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 38
43
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 39
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 344
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 39
44
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 40
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 547
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 40
45
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 41
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 856
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 41
46
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 42
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1137
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 42
\vskip1.000000\baselineskip
47
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 43
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 753
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 43
\vskip1.000000\baselineskip
49
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 44
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 684
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 44
\vskip1.000000\baselineskip
50
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 45
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1025
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 45
\vskip1.000000\baselineskip
51
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 46
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 910
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 46
\vskip1.000000\baselineskip
52
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 47
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 734
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 47
\vskip1.000000\baselineskip
53
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 48
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1129
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (1)..(1129)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> N = cualquier nucleótido
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 48
\vskip1.000000\baselineskip
54
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 49
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 571
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (1)..(571)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> N = cualquier nucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 49
\vskip1.000000\baselineskip
55
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 50
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 579
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 50
\vskip1.000000\baselineskip
56
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 51
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 193
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Zea mays
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 51
\vskip1.000000\baselineskip
57

Claims (11)

1. Una molécula de ADN aislada que comprende un polinucleótido que tiene al menos un 80% de identidad de secuencia nucleotídica con la SEQ ID Nº: 38.
2. Molécula de ADN aislada según la reivindicación 1, que comprende además una segunda molécula de ADN no asociada normalmente con dicha Molécula de ADN aislada.
3. Molécula de ADN aislada según la reivindicación 2, en la que el polinucleótido es un promotor híbrido.
4. Molécula de ADN aislada según la reivindicación 3, que comprende además una secuencia promotora mínima.
5. Molécula de ADN aislada según la reivindicación 1, en la que dicho polinucleótido está caracterizado por la SEQ ID Nº: 38.
6. Una construcción de ADN recombinante que comprende un polinucleótido tal como se define en la reivindicación 1, en el que dicho polinucleótido aislado está unido operativamente a un segundo polinucleótido que codifica una proteína de interés y una región no traducida en 3'.
7. Construcción de ADN recombinante según la reivindicación 6, en el que dicho polinucleótido está caracterizado por la SEQ ID Nº: 38.
8. Una Planta monocotiledónea transgénica o célula de planta monocotiledónea transgénica que comprende la construcción de ADN recombinante según la reivindicación 5.
9. Planta transgénica según la reivindicación 8, en la que dicha planta es maíz.
10. Un método para obtener una planta monocotiledónea transgénica que comprende:
i.
introducir en una célula vegetal monocotiledónea una construcción de ADN que comprende:
a)
un promotor que comprende un polinucleótido que tiene al menos un 80% de identidad de secuencia nucleotídica con la SEQ ID Nº: 38, en la que el promotor está unido operativamente a, b) un segundo polinucleótido y; (c) una región no traducida en 3';
ii.
seleccionar dicha célula vegetal; y
iii.
regenerar dicha célula vegetal en una planta.
11. Método según la reivindicación 10, en el que dicho polinucleótido está caracterizado por la SEQ ID Nº: 38.
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