ES2373881T3 - GENOMIC CLONY OF TOBACCO NICOTINE DESMETILASE AND USES OF THE SAME. - Google Patents

GENOMIC CLONY OF TOBACCO NICOTINE DESMETILASE AND USES OF THE SAME. Download PDF

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Abstract

Molécula de ácido nucleico aislada que codifica para una nicotina desmetilasa, comprendiendo dicha molécula de ácido nucleico (a) la secuencia de SEQ ID NO:1, o (b) al menos 200 pares de bases consecutivas idénticas a 200 pares de bases consecutivas de SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6 o SEQ ID NO:7.Isolated nucleic acid molecule encoding a nicotine demethylase, said nucleic acid molecule (a) comprising the sequence of SEQ ID NO: 1, or (b) at least 200 consecutive base pairs identical to 200 consecutive base pairs of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7.

Description

Clon genómico de nicotina desmetilasa de tabaco y usos del mismo Genomic clone of tobacco nicotine demethylase and uses thereof

La presente invención se refiere a secuencias de ácido nucleico que codifican para nicotina desmetilasa y a métodos para usar esas secuencias de ácido nucleico para alterar fenotipos vegetales. The present invention relates to nucleic acid sequences encoding nicotine demethylase and to methods for using those nucleic acid sequences to alter plant phenotypes.

Antecedentes Background

El citocromo p450 cataliza reacciones enzimáticas para una gama diversa de sustratos químicamente distintos que incluyen el metabolismo oxidativo, peroxidativo y reductor de sustratos xenobióticos y endógenos. En plantas, p450 participa en rutas bioquímicas que incluyen la síntesis de productos vegetales tales como fenilpropanoides, alcaloides, terpenoides, lípidos, glicósidos cianogénicos y glucosilonatos (Chappell, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 46: 521-547, 1995). El citocromo p450s, también conocido como proteínas hemo-tiolato p450, actúa habitualmente como oxidasas terminales en cadenas de transferencia de electrones de múltiples componentes, denominadas sistemas de monooxigenasas que contienen p450. Las reacciones específicas catalizadas por estos sistemas enzimáticos incluyen desmetilación, hidroxilación, epoxidación, N-oxidación, sulfooxidación, N-, S- y Odesalquilaciones, desulfatación, desaminación y reducción de grupos N-óxido, nitro y azo. Cytochrome p450 catalyzes enzymatic reactions for a diverse range of chemically distinct substrates that include oxidative, peroxidative and reductive metabolism of xenobiotic and endogenous substrates. In plants, p450 participates in biochemical pathways that include the synthesis of plant products such as phenylpropanoids, alkaloids, terpenoids, lipids, cyanogenic glycosides and glucosylonates (Chappell, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 46: 521-547, nineteen ninety five). Cytochrome p450s, also known as hemo-thiolate p450 proteins, usually acts as terminal oxidases in multi-component electron transfer chains, called p450-containing monooxygenase systems. Specific reactions catalyzed by these enzyme systems include demethylation, hydroxylation, epoxidation, N-oxidation, sulfooxidation, N-, S- and Odesalkylations, desulphation, deamination and reduction of N-oxide, nitro and azo groups.

El papel diverso de las enzimas p450 de la planta Nicotiana se ha implicado en la generación de una variedad de metabolitos vegetales tales como fenilpropanoides, alcaloides, terpenoides, lípidos, glicósidos cianogénicos, glucosilonatos y una gran cantidad de otras entidades químicas. Algunas enzimas p450 pueden tener un impacto sobre la composición de metabolitos vegetales. Por ejemplo, se ha deseado durante mucho tiempo mejorar el sabor y aroma de ciertas plantas alterando el perfil de una planta de ácidos grasos seleccionados a través de cultivo; sin embargo, se conoce muy poco sobre los mecanismos implicados en el control de los niveles de estos constituyentes de la hoja. La regulación por disminución o regulación por incremento de enzimas p450 asociadas con la modificación de los ácidos grasos puede facilitar la acumulación de ácidos grasos deseados que proporcionan cualidades fenotípicas más preferidas de la hoja. The diverse role of the p450 enzymes of the Nicotiana plant has been implicated in the generation of a variety of plant metabolites such as phenylpropanoids, alkaloids, terpenoids, lipids, cyanogenic glycosides, glucosylonates and a large number of other chemical entities. Some p450 enzymes may have an impact on the composition of plant metabolites. For example, it has long been desired to improve the taste and aroma of certain plants by altering the profile of a plant of selected fatty acids through cultivation; however, very little is known about the mechanisms involved in controlling the levels of these leaf constituents. Regulation by decrease or regulation by increase of p450 enzymes associated with the modification of fatty acids can facilitate the accumulation of desired fatty acids that provide more preferred phenotypic qualities of the leaf.

La función de las enzimas p450 y sus papeles crecientes en constituyentes vegetales están descubriéndose aún. Por ejemplo, se encontró que una clase especial de enzimas p450 catalizaba la descomposición de ácido graso en 1-alcoholes y aldehídos C6 y C9 volátiles que son contribuyentes principales del olor “verde fresco” de frutas y verduras. El nivel de otras p450 seleccionadas como diana novedosas puede alterarse para potenciar las cualidades de los constituyentes de la hoja modificando la composición lipídica y metabolitos de descomposición relacionados en la hoja de Nicotiana. Varios de estos constituyentes en la hoja se ven afectados por la senescencia que estimula la maduración de propiedades de calidad de la hoja. Todavía otros informes han mostrado que las enzimas p450 desempeñan un papel funcional en la alteración de ácidos grasos que están implicados en la resistencia a enfermedad e interacciones planta-patógeno. The function of p450 enzymes and their increasing roles in plant constituents are still being discovered. For example, it was found that a special class of p450 enzymes catalyzed the breakdown of fatty acid into volatile C6 and C9 aldehydes and aldehydes that are major contributors to the "fresh green" smell of fruits and vegetables. The level of other p450 selected as novel target can be altered to enhance the qualities of the leaf constituents by modifying the lipid composition and related decomposition metabolites in the Nicotiana leaf. Several of these constituents in the leaf are affected by the senescence that stimulates the maturation of quality properties of the leaf. Still other reports have shown that p450 enzymes play a functional role in the alteration of fatty acids that are involved in disease resistance and plant-pathogen interactions.

En otros ejemplos, se ha sugerido que las enzimas p450 están implicadas en la biosíntesis de alcaloides. Tal como se proporciona en las solicitudes de patente por el solicitante, de las que la presente solicitud reivindica prioridad, la nornicotina, un alcaloide minoritario encontrado en Nicotiana tabacum, se produce mediante la desmetilación mediada por p450 de nicotina seguida por acilación y nitrosación en la posición N produciendo de ese modo una serie de N-acilnonicotinas y N-nitrosonomicotinas. Se cree que la N-desmetilación, catalizada por una p450 desmetilasa, es una fuente primaria de biosíntesis de nornicotina en Nicotiana. In other examples, it has been suggested that p450 enzymes are involved in alkaloid biosynthesis. As provided in the patent applications by the applicant, of which the present application claims priority, nornicotine, a minor alkaloid found in Nicotiana tabacum, is produced by p450-mediated demethylation of nicotine followed by acylation and nitrosation in the N position thereby producing a series of N-acylnonicotines and N-nitrosonomicotines. It is believed that N-demethylation, catalyzed by a p450 demethylase, is a primary source of nornicotine biosynthesis in Nicotiana.

Existe una necesidad en la técnica de reactivos y métodos para modificar fenotipos vegetales. En particular, existe una necesidad de reactivos y métodos para modificar la nicotina desmetilasa. La presente invención proporciona varias estrategias para modificar la expresión de una nicotina desmetilasa. There is a need in the art of reagents and methods to modify plant phenotypes. In particular, there is a need for reagents and methods to modify nicotine demethylase. The present invention provides several strategies for modifying the expression of a nicotine demethylase.

Sumario de la invención Summary of the invention

Los presentes inventores han identificado y caracterizado un clon genómico de la nicotina desmetilasa a partir de tabaco. Se incluyen en el presente documento secuencias para la región codificante de la proteína nicotina desmetilasa, la región no traducida en 3’ (“UTR en 3’”), un intrón individual y el promotor del gen de nicotina desmetilasa junto con sus secuencias reguladoras de la transcripción (figura 1). Se describe además el uso de estas secuencias para crear plantas transgénicas que tienen niveles alterados de nornicotina o N’-nitrosonomicotina (“NNN”) o ambos con respecto a una planta control. The present inventors have identified and characterized a genomic clone of nicotine demethylase from tobacco. Sequences are included herein for the coding region of the nicotine demethylase protein, the 3 'untranslated region ("UTR in 3'"), an individual intron and the promoter of the nicotine demethylase gene together with their regulatory sequences of the transcript (figure 1). The use of these sequences to create transgenic plants that have altered levels of nornicotine or N’-nitrosonomicotine (“NNN”) or both with respect to a control plant is also described.

Por consiguiente, la invención describe una molécula de ácido nucleico aislada, una planta de tabaco transgénica, un componente vegetal de la planta de tabaco, un producto de tabaco, una semilla de la planta de tabaco, una nicotina desmetilasa de tabaco recombinante y diversos métodos que implican lo mismo, tal como se define en las reivindicaciones. Accordingly, the invention describes an isolated nucleic acid molecule, a transgenic tobacco plant, a plant component of the tobacco plant, a tobacco product, a seed of the tobacco plant, a recombinant tobacco nicotine demethylase and various methods. which imply the same, as defined in the claims.

Por consiguiente, en el primer aspecto, la descripción describe una molécula de ácido nucleico aislada, por ejemplo, una secuencia de ADN, que contiene una secuencia de nucleótidos que codifica para una nicotina desmetilasa. En realizaciones deseables, la secuencia de nucleótidos del primer aspecto es sustancialmente idéntica a una secuencia de nucleótidos que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco, tal como una nicotina desmetilasa de tabaco que contiene una secuencia de nucleótidos que es al menos el 70% idéntica a la secuencia de nucleótidos de SEQ ID NO:1 o SEQ ID NO:3, o que contiene los nucleótidos 2010-2949 y/o 3947-4562 de SEQ ID NO: 1, o que contiene la secuencia de SEQ ID NO:1 o SEQ ID NO:3. La molécula de ácido nucleico aislada del primer aspecto de la descripción, por ejemplo, está operativamente unida a un promotor funcional en una célula vegetal y deseablemente está contenida en un vector de expresión. En otras realizaciones deseables, el vector de expresión está contenido en una célula, por ejemplo, una célula vegetal. Deseablemente, la célula vegetal, tal como una célula vegetal de tabaco, está incluida en una planta. En otra realización deseable, la descripción describe una semilla, por ejemplo, una semilla de tabaco, a partir de una planta que contiene el vector de expresión, en la que la semilla incluye una molécula de ácido nucleico aislada que hibrida en condiciones rigurosas con la secuencia de SEQ ID NO:3 operativamente unida a una secuencia promotora heteróloga. Además, la descripción describe una planta derivada de una semilla germinada que contiene el vector de expresión, una hoja, o bien verde o bien curada, de la planta, y un artículo de fabricación preparado a partir de la hoja. Accordingly, in the first aspect, the description describes an isolated nucleic acid molecule, for example, a DNA sequence, which contains a nucleotide sequence encoding a nicotine demethylase. In desirable embodiments, the nucleotide sequence of the first aspect is substantially identical to a nucleotide sequence encoding a tobacco nicotine demethylase, such as a tobacco nicotine demethylase containing a nucleotide sequence that is at least 70% identical to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3, or that contains nucleotides 2010-2949 and / or 3947-4562 of SEQ ID NO: 1, or that contains the sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. The isolated nucleic acid molecule of the first aspect of the description, for example, is operably linked to a functional promoter in a plant cell and desirably is contained in an expression vector. In other desirable embodiments, the expression vector is contained in a cell, for example, a plant cell. Desirably, the plant cell, such as a plant cell of tobacco, is included in a plant. In another desirable embodiment, the description describes a seed, for example, a tobacco seed, from a plant containing the expression vector, in which the seed includes an isolated nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions with the sequence of SEQ ID NO: 3 operatively linked to a heterologous promoter sequence. In addition, the description describes a plant derived from a germinated seed containing the expression vector, a leaf, either green or cured, of the plant, and a manufacturing article prepared from the leaf.

En otra realización deseable, la secuencia de nucleótidos contiene una secuencia que hibrida en condiciones rigurosas con el complemento de la secuencia de nucleótidos de SEQ ID NO:1 y/o SEQ ID NO:3, o a un fragmento de SEQ ID NO:1 I o SEQ ID NO:3. Deseablemente, la secuencia de nucleótidos codifica para una nicotina desmetilasa que es sustancialmente idéntica a la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. En una realización deseable adicional del primer aspecto de la invención, la nicotina desmetilasa tiene una identidad de secuencia de aminoácidos de al menos el 70% con la secuencia de aminoácidos de la nicotina desmetilasa de SEQ ID NO:2 o con un fragmento de una nicotina desmetilasa que tiene actividad enzimática alterada (por ejemplo, reducida) en comparación con el polipéptido de longitud completa. Deseablemente, la nicotina desmetilasa incluye la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. In another desirable embodiment, the nucleotide sequence contains a sequence that hybridizes under stringent conditions with the complement of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and / or SEQ ID NO: 3, or to a fragment of SEQ ID NO: 1 I o SEQ ID NO: 3. Desirably, the nucleotide sequence encodes a nicotine demethylase that is substantially identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. In a further desirable embodiment of the first aspect of the invention, nicotine demethylase has an amino acid sequence identity of at least 70% with the amino acid sequence of nicotine demethylase of SEQ ID NO: 2 or with a fragment of a nicotine demethylase having altered enzymatic activity (for example, reduced) compared to the full length polypeptide. Desirably, nicotine demethylase includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

En otro aspecto, la descripción describe una molécula de ácido nucleico aislada que contiene un promotor que hibrida en condiciones rigurosas con la secuencia de SEQ ID NO:6, o un fragmento de la misma que dirige la transcripción. Deseablemente, el promotor (i) se induce tras tratamiento con etileno o durante la senescencia; y (ii) incluye (a) los pares de bases 1-2009 de SEQ ID NO:1, o (b) al menos 200 pares de bases consecutivos idénticos a 200 pares de bases consecutivos de la secuencia definida por los pares de bases 1-2009 de SEQ ID NO:1, o (c) una parte de nucleótidos de 20 pares de bases idéntica en secuencia a una parte de 20 pares de bases consecutivos de la secuencia expuesta en los pares de bases 1-2009 de SEQ ID NO:1. In another aspect, the description describes an isolated nucleic acid molecule that contains a promoter that hybridizes under stringent conditions with the sequence of SEQ ID NO: 6, or a fragment thereof that directs transcription. Desirably, the promoter (i) is induced after treatment with ethylene or during senescence; and (ii) includes (a) base pairs 1-2009 of SEQ ID NO: 1, or (b) at least 200 consecutive base pairs identical to 200 consecutive base pairs of the sequence defined by base pairs 1 -2009 of SEQ ID NO: 1, or (c) a nucleotide part of 20 base pairs identical in sequence to a part of 20 consecutive base pairs of the sequence set forth in base pairs 1-2009 of SEQ ID NO :one.

Un aspecto adicional de la descripción describe un promotor de ácido nucleico aislado que contiene una secuencia de nucleótidos que tiene una identidad de secuencia del 50% o más con la secuencia de SEQ ID NO:6. Deseablemente, este promotor de ácido nucleico aislado se induce tras tratamiento con etileno o durante la senescencia y, por ejemplo, incluye la secuencia de SEQ ID NO:6. Alternativamente, el promotor puede incluir un fragmento que puede obtenerse a partir de SEQ ID NO:6, en el que el fragmento dirige la transcripción de un gen heterólogo o reduce o altera la actividad enzimática de la nicotina desmetilasa (por ejemplo, silencia la expresión génica). En una realización deseable la secuencia promotora está operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga, y puede, por ejemplo estar contenida en un vector de expresión. En otras realizaciones deseables, el vector de expresión está contenido en una célula, por ejemplo, una célula vegetal. Deseablemente, la célula vegetal, tal como una célula vegetal de tabaco, está incluida en una planta. En otra realización deseable, la descripción describe una semilla, por ejemplo, una semilla de tabaco, de una planta que contiene el vector de expresión, en la que la semilla incluye una molécula de ácido nucleico aislada que hibrida en condiciones rigurosas con la secuencia de SEQ ID NO:6 operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga. Además, la descripción describe una planta derivada de una semilla germinada que contiene el promotor de este aspecto de la descripción, una hoja, o bien verde o bien curada, de la planta, y un artículo de fabricación preparado a partir de la hoja. A further aspect of the description describes an isolated nucleic acid promoter containing a nucleotide sequence having a sequence identity of 50% or more with the sequence of SEQ ID NO: 6. Desirably, this isolated nucleic acid promoter is induced after treatment with ethylene or during senescence and, for example, includes the sequence of SEQ ID NO: 6. Alternatively, the promoter may include a fragment that can be obtained from SEQ ID NO: 6, in which the fragment directs the transcription of a heterologous gene or reduces or alters the enzymatic activity of nicotine demethylase (eg, silences expression gene) In a desirable embodiment, the promoter sequence is operably linked to a heterologous nucleic acid sequence, and may, for example, be contained in an expression vector. In other desirable embodiments, the expression vector is contained in a cell, for example, a plant cell. Desirably, the plant cell, such as a plant cell of tobacco, is included in a plant. In another desirable embodiment, the description describes a seed, for example, a tobacco seed, of a plant containing the expression vector, in which the seed includes an isolated nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions with the sequence of SEQ ID NO: 6 operably linked to a heterologous nucleic acid sequence. In addition, the description describes a plant derived from a germinated seed containing the promoter of this aspect of the description, a leaf, either green or cured, of the plant, and a manufacturing article prepared from the leaf.

Otro aspecto de la descripción describe un método de expresión de un gen heterólogo en una planta. Este método implica (i) introducir en una célula vegetal un vector que contiene una secuencia promotora tiene una identidad de secuencia del 50% o más con la secuencia de SEQ ID NO:6 operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga; y (ii) regenerar una planta a partir de la célula. Además, este método puede implicar la transmisión sexual del vector a la progenie y, además, puede incluir la etapa de recoger la semilla producida por la progenie. Another aspect of the description describes a method of expressing a heterologous gene in a plant. This method involves (i) introducing into a plant cell a vector containing a promoter sequence having a sequence identity of 50% or more with the sequence of SEQ ID NO: 6 operably linked to a heterologous nucleic acid sequence; and (ii) regenerate a plant from the cell. In addition, this method may involve the sexual transmission of the vector to the progeny and, in addition, may include the stage of collecting the seed produced by the progeny.

Aún en otro aspecto, la descripción describe un método de reducción de la expresión de nicotina desmetilasa en una planta de tabaco. Este método incluye las etapas de (i) introducir en la planta de tabaco un vector que contiene la secuencia de SEQ ID NO:6 o un fragmento que puede obtenerse a partir de SEQ ID NO:6 operativamente unido a una secuencia de ácido nucleico heteróloga y (ii) expresar el vector en la planta de tabaco. En una realización deseable de este método, se silencia la expresión de la nicotina desmetilasa. En otra realización deseable, el vector expresa ARN, tal como ARN antisentido o una molécula de ARN que puede inducir interferencia por ARN (ARNi). In yet another aspect, the description describes a method of reducing the expression of nicotine demethylase in a tobacco plant. This method includes the steps of (i) introducing into the tobacco plant a vector containing the sequence of SEQ ID NO: 6 or a fragment that can be obtained from SEQ ID NO: 6 operably linked to a heterologous nucleic acid sequence and (ii) express the vector in the tobacco plant. In a desirable embodiment of this method, the expression of nicotine demethylase is silenced. In another desirable embodiment, the vector expresses RNA, such as antisense RNA or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi).

En un aspecto deseable adicional, la descripción describe una molécula de ácido nucleico aislada que contiene un intrón que hibrida en condiciones rigurosas con la secuencia de SEQ ID NO:5, o un fragmento de la misma que reduce o altera la actividad enzimática de la nicotina desmetilasa (por ejemplo, silencia la expresión génica) o puede servir como marcador molecular para identificar secuencias de ácido nucleico de la nicotina desmetilasa. En una realización deseable, el intrón incluye (a) los pares de bases 2950-3946 de SEQ ID NO:1, o (b) al menos 200 pares de bases consecutivos idénticos a los 200 pares de bases consecutivos de la secuencia definida por los pares de bases 2950-3946 de SEQ ID NO:1, o (c) una parte de nucléotidos de 20 pares de bases idéntica en secuencia a una parte de 20 pares de bases consecutivas de la secuencia expuesta en los pares de bases 2950-3946 de SEQ ID NO:1. In a further desirable aspect, the description describes an isolated nucleic acid molecule containing an intron that hybridizes under stringent conditions with the sequence of SEQ ID NO: 5, or a fragment thereof that reduces or alters the enzymatic activity of nicotine demethylase (for example, silences gene expression) or can serve as a molecular marker to identify nucleic acid sequences of nicotine demethylase. In a desirable embodiment, the intron includes (a) base pairs 2950-3946 of SEQ ID NO: 1, or (b) at least 200 consecutive base pairs identical to the 200 consecutive base pairs of the sequence defined by the base pairs 2950-3946 of SEQ ID NO: 1, or (c) a nucleotide part of 20 base pairs identical in sequence to a part of 20 consecutive base pairs of the sequence set forth in base pairs 2950-3946 of SEQ ID NO: 1.

Otro aspecto deseable de la descripción describe un intrón de ácido nucleico aislado que incluye una secuencia de nucleótidos que tiene una identidad de secuencia del 50% o más con la secuencia de SEQ ID NO:5, o un fragmento de la misma que reduce o altera la actividad enzimática de la nicotina desmetilasa (por ejemplo, silencia la expresión génica) o puede servir como marcador molecular para identificar secuencias de ácido nucleico de la nicotina desmetilasa. El silenciamiento de la expresión génica puede implicar, por ejemplo, recombinación homóloga o una mutación que da como resultado un producto génico que no tiene actividad nicotina desmetilasa. En particular, el intrón puede incluir la secuencia de SEQ ID NO:5 o un fragmento que puede obtenerse a partir de SEQ ID NO:5. Deseablemente, una molécula de ácido nucleico aislada que incluye un intrón está operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga y esta secuencia deseablemente está incluida en un vector de expresión. En otra realización, el vector de expresión está contenido en una célula, tal como una célula vegetal. En particular, la célula puede ser una célula de tabaco. Una planta, por ejemplo, una planta de tabaco, que incluye una célula vegetal que contiene la secuencia de SEQ ID NO:5 o un fragmento que puede obtenerse a partir de SEQ ID NO:5 operativamente unido a una secuencia de ácido nucleico heteróloga en un vector de expresión es otra realización deseable de la presente invención. Además, una semilla, por ejemplo, una semilla de tabaco, de una planta, en la que la semilla contiene un intrón que hibrida en condiciones rigurosas con SEQ ID NO:5 operativamente unido a una secuencia de ácido nucleico heteróloga también es deseable. Además, la descripción describe una planta derivada de la semilla germinada que contiene el intrón de este aspecto de la invención, una hoja, o bien verde o bien curada, de la planta, y un artículo de fabricación preparado a partir de la hoja verde o curada. Another desirable aspect of the description describes an isolated nucleic acid intron that includes a nucleotide sequence having a sequence identity of 50% or more with the sequence of SEQ ID NO: 5, or a fragment thereof that reduces or alters The enzymatic activity of nicotine demethylase (for example, silences gene expression) or can serve as a molecular marker to identify nucleic acid sequences of nicotine demethylase. Silencing gene expression may involve, for example, homologous recombination or a mutation that results in a gene product that has no nicotine demethylase activity. In particular, the intron can include the sequence of SEQ ID NO: 5 or a fragment that can be obtained from SEQ ID NO: 5. Desirably, an isolated nucleic acid molecule that includes an intron is operably linked to a heterologous nucleic acid sequence and this sequence is desirably included in an expression vector. In another embodiment, the expression vector is contained in a cell, such as a plant cell. In particular, the cell can be a tobacco cell. A plant, for example, a tobacco plant, which includes a plant cell that contains the sequence of SEQ ID NO: 5 or a fragment that can be obtained from SEQ ID NO: 5 operably linked to a heterologous nucleic acid sequence in An expression vector is another desirable embodiment of the present invention. In addition, a seed, for example, a tobacco seed, of a plant, in which the seed contains an intron that hybridizes under stringent conditions with SEQ ID NO: 5 operatively linked to a heterologous nucleic acid sequence is also desirable. In addition, the description describes a plant derived from the germinated seed that contains the intron of this aspect of the invention, a leaf, either green or cured, of the plant, and a manufacturing article prepared from the green leaf or cured

Un aspecto adicional de la descripción describe un método de expresión de un intrón en una planta. Este método implica (i) introducir en una célula vegetal un vector de expresión que contiene la secuencia de SEQ ID NO:5 o un fragmento que puede obtenerse a partir de SEQ ID NO:5 operativamente unido a una secuencia de ácido nucleico heteróloga; y (ii) regenerar una planta a partir de la célula. En una realización deseable, este método también implica An additional aspect of the description describes a method of expressing an intron in a plant. This method involves (i) introducing into an plant cell an expression vector containing the sequence of SEQ ID NO: 5 or a fragment that can be obtained from SEQ ID NO: 5 operably linked to a heterologous nucleic acid sequence; and (ii) regenerate a plant from the cell. In a desirable embodiment, this method also involves

(iii) transmitir sexualmente el vector a la progenie, y puede incluir la etapa adicional de recolectar la semilla producida por la progenie. El método incluye deseablemente, por ejemplo, regenerar una planta a partir de la semilla germinada, una hoja, o bien verde o bien curada, de la planta, y un método de preparación de un artículo de fabricación a partir de la hoja. (iii) sexually transmit the vector to the progeny, and may include the additional stage of collecting the seed produced by the progeny. The method desirably includes, for example, regenerating a plant from the germinated seed, a leaf, either green or cured, from the plant, and a method of preparing a manufacturing article from the leaf.

Aún en otro aspecto, la descripción describe un método de reducción de la expresión de nicotina desmetilasa en una planta de tabaco. Este método incluye las etapas de (i) introducir en la planta de tabaco un vector que contiene la secuencia de SEQ ID NO:5 o un fragmento que puede obtenerse a partir de SEQ ID NO:5 operativamente unido a una secuencia de ácido nucleico heteróloga y (ii) expresar el vector en la planta de tabaco. En una realización deseable de este método, se silencia la expresión de la nicotina desmetilasa. En otra realización deseable, el vector expresa ARN, tal como ARN antisentido o una molécula de ARN que puede inducir interferencia por ARN (ARNi). In yet another aspect, the description describes a method of reducing the expression of nicotine demethylase in a tobacco plant. This method includes the steps of (i) introducing into the tobacco plant a vector containing the sequence of SEQ ID NO: 5 or a fragment that can be obtained from SEQ ID NO: 5 operably linked to a heterologous nucleic acid sequence and (ii) express the vector in the tobacco plant. In a desirable embodiment of this method, the expression of nicotine demethylase is silenced. In another desirable embodiment, the vector expresses RNA, such as antisense RNA or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi).

En un aspecto adicional, la descripción describe una molécula de ácido nucleico aislada que contiene una región no traducida que hibrida en condiciones rigurosas con la secuencia de SEQ ID NO:7 o un fragmento de la misma que puede alterar el patrón de expresión de un gen, reduce o altera la actividad enzimática de la nicotina desmetilasa (por ejemplo, silencia la expresión génica), o puede usarse como marcador para identificar secuencias de ácido nucleico de la nicotina desmetilasa. En una realización deseable de este aspecto de la descripción, la región no traducida incluye (a) los pares de bases 4563-6347 de SEQ ID NO:1, o (b) al menos 200 pares de bases consecutivos idénticos a los 200 pares de bases consecutivos de la secuencia definida por los pares de bases 45636347 de SEQ ID NO:1, o (c) una parte de nucléotidos de 20 pares de bases idéntica en secuencia a una parte de 20 pares de bases consecutivos de la secuencia expuesta en los pares de bases 4563-6347 de SEQ ID NO:1. In a further aspect, the description describes an isolated nucleic acid molecule that contains a non-translated region that hybridizes under stringent conditions with the sequence of SEQ ID NO: 7 or a fragment thereof that can alter the expression pattern of a gene , reduces or alters the enzymatic activity of nicotine demethylase (for example, silences gene expression), or can be used as a marker to identify nucleic acid sequences of nicotine demethylase. In a desirable embodiment of this aspect of the description, the untranslated region includes (a) base pairs 4563-6347 of SEQ ID NO: 1, or (b) at least 200 consecutive base pairs identical to the 200 pairs of consecutive bases of the sequence defined by base pairs 45636347 of SEQ ID NO: 1, or (c) a nucleotide part of 20 base pairs identical in sequence to a part of 20 consecutive base pairs of the sequence set forth in the base pairs 4563-6347 of SEQ ID NO: 1.

Un aspecto deseable adicional de la descripción describe una región no traducida de ácido nucleico aislada que contiene una secuencia de nucleótidos tiene una identidad de secuencia del 50% o más con la secuencia de SEQ ID NO:7. Deseablemente, la región no traducida incluye la secuencia de SEQ ID NO:7 o la región no traducida incluye un fragmento que puede obtenerse a partir de SEQ ID NO:7 que puede alterar el patrón de expresión de un gen, reduce o altera la actividad enzimática de la nicotina desmetilasa (por ejemplo, silencia la expresión génica), o puede usarse como marcador para identificar secuencias de ácido nucleico de la nicotina desmetilasa. La región no traducida deseablemente está operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga y puede estar contenida en un vector de expresión. Además, este vector de expresión está contenido deseablemente en una célula, tal como una célula vegetal, por ejemplo, una célula de tabaco. Otra realización deseable de la descripción describe una planta, tal como una planta de tabaco, que incluye una célula vegetal que contiene un vector que incluye una secuencia de ácido nucleico aislada que tiene una identidad de secuencia del 50% o más con la secuencia de SEQ ID NO:7 y está operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga. A further desirable aspect of the description describes an untranslated region of isolated nucleic acid containing a nucleotide sequence having a sequence identity of 50% or more with the sequence of SEQ ID NO: 7. Desirably, the untranslated region includes the sequence of SEQ ID NO: 7 or the untranslated region includes a fragment that can be obtained from SEQ ID NO: 7 that can alter the expression pattern of a gene, reduce or alter activity Nicotine demethylase enzyme (for example, silences gene expression), or can be used as a marker to identify nicotine demethylase nucleic acid sequences. The untranslated region is desirably operably linked to a heterologous nucleic acid sequence and may be contained in an expression vector. In addition, this expression vector is desirably contained in a cell, such as a plant cell, for example, a tobacco cell. Another desirable embodiment of the description describes a plant, such as a tobacco plant, that includes a plant cell that contains a vector that includes an isolated nucleic acid sequence that has a sequence identity of 50% or more with the SEQ sequence. ID NO: 7 and is operably linked to a heterologous nucleic acid sequence.

La descripción también describe una semilla, por ejemplo, una semilla de tabaco, de una planta, en la que la semilla incluye una región no traducida que hibrida en condiciones rigurosas con SEQ ID NO:7 operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga. Además, la descripción describe una planta derivada de una semilla germinada que contiene la región no traducida de este aspecto de la invención, una hoja, o bien verde o bien curada, de la planta, y un artículo de fabricación preparado a partir de la hoja verde o curada. The description also describes a seed, for example, a tobacco seed, of a plant, in which the seed includes a non-translated region that hybridizes under stringent conditions with SEQ ID NO: 7 operatively linked to a heterologous nucleic acid sequence. In addition, the description describes a plant derived from a germinated seed containing the untranslated region of this aspect of the invention, a leaf, either green or cured, of the plant, and a manufacturing article prepared from the leaf. green or cured

En un aspecto adicional, la descripción describe un método de expresión de una región no traducida en una planta. Este método implica (i) introducir en una célula vegetal un vector que contiene una secuencia de ácido nucleico aislada que tiene una identidad de secuencia del 50% o más con la secuencia de SEQ ID NO:7 y está operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga; y (ii) regenerar una planta a partir de la célula. Además, este método también puede implicar (iii) transmitir sexualmente el vector a la progenie, y deseablemente, incluye la etapa adicional de recoger la semilla producida por la progenie. El método incluye deseablemente regenerar una planta a partir de la semilla germinada, una hoja, o bien verde o bien curada, de la planta, y un método de preparación de un artículo de fabricación preparado a partir de la hoja verde o curada. In a further aspect, the description describes a method of expressing a region not translated in a plant. This method involves (i) introducing into a plant cell a vector containing an isolated nucleic acid sequence that has a sequence identity of 50% or more with the sequence of SEQ ID NO: 7 and is operably linked to an acid sequence heterologous nucleic; and (ii) regenerate a plant from the cell. In addition, this method may also involve (iii) sexually transmitting the vector to the progeny, and desirably, includes the additional step of collecting the seed produced by the progeny. The method desirably includes regenerating a plant from the germinated seed, a leaf, either green or cured, from the plant, and a method of preparing a manufacturing article prepared from the green or cured leaf.

Además, la descripción describe un método de reducción de la expresión o alteración de la actividad enzimática de nicotina desmetilasa en una planta de tabaco. Este método incluye las etapas de (i) introducir en la planta de tabaco un vector que contiene una secuencia de ácido nucleico aislada que tiene una identidad de secuencia del 50% o más con la secuencia de SEQ ID NO: 7 y está operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga y In addition, the description describes a method of reducing the expression or alteration of the enzymatic activity of nicotine demethylase in a tobacco plant. This method includes the steps of (i) introducing into the tobacco plant a vector containing an isolated nucleic acid sequence that has a sequence identity of 50% or more with the sequence of SEQ ID NO: 7 and is operably linked to a heterologous nucleic acid sequence and

(ii) expresar el vector en la planta de tabaco. Deseablemente, se silencia la expresión de la nicotina desmetilasa. En otras realizaciones deseables el vector expresa ARN, por ejemplo, ARN antisentido o una molécula de ARN que puede inducir interferencia por ARN (ARNi). (ii) express the vector in the tobacco plant. Desirably, the expression of nicotine demethylase is silenced. In other desirable embodiments, the vector expresses RNA, for example, antisense RNA or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi).

Otro aspecto de la descripción describe un vector de expresión que incluye una molécula de ácido nucleico que contiene una secuencia de nucleótidos que codifica para una nicotina desmetilasa, en la que el vector puede dirigir la expresión de la nicotina desmetilasa codificada por la molécula de ácido nucleico aislada. Deseablemente, el vector incluye la secuencia de SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO:3. En otras realizaciones deseables, la descripción describe una planta o componente vegetal, por ejemplo, una planta de tabaco o componente vegetal (por ejemplo, un tallo u hoja de tabaco), que incluye una molécula de ácido nucleico que contiene una secuencia de nucleótidos que codifica para un polipéptido que desmetila la nicotina. Another aspect of the description describes an expression vector that includes a nucleic acid molecule that contains a nucleotide sequence encoding a nicotine demethylase, in which the vector can direct the expression of nicotine demethylase encoded by the nucleic acid molecule. isolated. Desirably, the vector includes the sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. In other desirable embodiments, the description describes a plant or plant component, for example, a tobacco plant or plant component (for example, a tobacco stem or leaf), which includes a nucleic acid molecule that contains a nucleotide sequence that encodes a polypeptide that demethylates nicotine.

Un aspecto adicional de la descripción describe una célula que contiene una molécula de ácido nucleico aislada que incluye una secuencia de nucleótidos que codifica para una nicotina desmetilasa. Deseablemente esta célula es una célula vegetal o una célula bacteriana, tal como un Agrobacterium. A further aspect of the description describes a cell that contains an isolated nucleic acid molecule that includes a nucleotide sequence that encodes a nicotine demethylase. Desirably this cell is a plant cell or a bacterial cell, such as an Agrobacterium.

Otro aspecto de la descripción describe una planta o componente vegetal (por ejemplo, un tallo u hoja de tabaco) que contiene una molécula de ácido nucleico aislada que codifica para una nicotina desmetilasa, en la que la molécula de ácido nucleico se expresa en la planta o el componente vegetal. Deseablemente, la planta o componente vegetal es un angioesperma, una dicotiledónea, una planta solanécea o una especie de Nicotiana. Otras realizaciones deseables de este aspecto son una semilla o una célula de la planta o componente vegetal, así como una hoja, o bien verde o bien curada, derivada de la planta y un artículo de fabricación preparado a partir de la misma. Another aspect of the description describes a plant or plant component (for example, a tobacco stem or leaf) that contains an isolated nucleic acid molecule encoding a nicotine demethylase, in which the nucleic acid molecule is expressed in the plant. or the plant component. Desirably, the plant or plant component is an angioesperm, a dicot, a solanum plant or a species of Nicotiana. Other desirable embodiments of this aspect are a seed or a plant cell or plant component, as well as a leaf, either green or cured, derived from the plant and a manufacturing article prepared therefrom.

En un aspecto adicional, la descripción describe una planta de tabaco que tiene expresión reducida de una secuencia de ácido nucleico que codifica para un polipéptido, por ejemplo, uno que incluye la secuencia de SEQ ID NO:2, y que desmetila la nicotina, en la que la expresión reducida (o una reducción en actividad enzimática) reduce el nivel de nornicotina en la planta. En una realización deseable, la planta de tabaco es una planta transgénica, tal como una que incluye un transgén que, cuando se expresa en la planta transgénica, silencia la expresión génica de una nicotina desmetilasa de tabaco endógena. In a further aspect, the description describes a tobacco plant that has reduced expression of a nucleic acid sequence encoding a polypeptide, for example, one that includes the sequence of SEQ ID NO: 2, and that demethylates nicotine, in which reduced expression (or a reduction in enzymatic activity) reduces the level of nornicotine in the plant. In a desirable embodiment, the tobacco plant is a transgenic plant, such as one that includes a transgene that, when expressed in the transgenic plant, silences the gene expression of an endogenous tobacco nicotine demethylase.

En particular, la planta transgénica incluye deseablemente uno o más de los siguientes: un transgén que expresa una molécula antisentido de una nicotina desmetilasa de tabaco o una molécula de ARN que puede inducir interferencia por ARN (ARNi); un transgén que, cuando se expresa en la planta transgénica, suprime conjuntamente la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco; un transgén que codifica para un producto génico dominante negativo, por ejemplo, una forma mutada de la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2; una mutación puntual en un gen que codifica para la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2; una deleción en un gen que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco; y una inserción en un gen que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco. In particular, the transgenic plant desirably includes one or more of the following: a transgene that expresses an antisense molecule of a tobacco nicotine demethylase or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi); a transgene that, when expressed in the transgenic plant, jointly suppresses the expression of a tobacco nicotine demethylase; a transgene encoding a negative dominant gene product, for example, a mutated form of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; a point mutation in a gene that codes for the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; a deletion in a gene that codes for a tobacco nicotine demethylase; and an insertion in a gene that codes for a nicotine demethylase tobacco.

En otras realizaciones deseables, la expresión reducida de una secuencia de ácido nucleico que codifica para un polipéptido se produce al nivel transcripcional, al nivel traduccional o al nivel postraduccional. In other desirable embodiments, reduced expression of a nucleic acid sequence encoding a polypeptide occurs at the transcriptional level, at the translational level or at the post-translational level.

Otro aspecto de la descripción describe una planta de tabaco que contiene un casete de expresión recombinante integrado de manera estable en el genoma de la misma, en la que el casete puede efectuar una reducción en la actividad nicotina desmetilasa. Las semillas de esta planta de tabaco se describen en una realización deseable. Otras realizaciones deseables incluyen una hoja, o bien verde o bien curada, derivada de esta planta y un artículo de fabricación preparado a partir de la misma. Another aspect of the description describes a tobacco plant containing a recombinant expression cassette stably integrated into the genome thereof, in which the cassette can effect a reduction in nicotine demethylase activity. The seeds of this tobacco plant are described in a desirable embodiment. Other desirable embodiments include a leaf, either green or cured, derived from this plant and a manufacturing article prepared therefrom.

Un aspecto adicional de la descripción describe un método de expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco en una planta. Este método implica (i) introducir en una célula vegetal un vector de expresión que incluye una molécula de ácido nucleico que contiene una secuencia de nucleótidos que codifica para una nicotina desmetilasa; y (ii) regenerar una planta a partir de la célula. En una realización deseable, este método describe la transmisión sexual del vector a la progenie, y deseablemente también incluye la etapa adicional de recoger la semilla producida por la progenie. Las realizaciones deseables adicionales incluyen una planta derivada de la semilla germinada, una hoja, o bien verde o bien curada, de la planta, y un artículo de fabricación preparado a partir de la hoja verde o curada. A further aspect of the description describes a method of expression of a tobacco nicotine demethylase in a plant. This method involves (i) introducing into an plant cell an expression vector that includes a nucleic acid molecule that contains a nucleotide sequence encoding a nicotine demethylase; and (ii) regenerate a plant from the cell. In a desirable embodiment, this method describes the sexual transmission of the vector to the progeny, and desirably also includes the additional step of collecting the seed produced by the progeny. Additional desirable embodiments include a plant derived from the germinated seed, a leaf, either green or cured, from the plant, and a manufacturing article prepared from the green or cured leaf.

Un aspecto adicional de la descripción describe una nicotina desmetilasa de tabaco sustancialmente pura. Deseablemente, esta nicotina desmetilasa de tabaco incluye una secuencia de aminoácidos que tiene una identidad de al menos el 70% con la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2 o incluye la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. En una realización deseable, la nicotina desmetilasa de tabaco, tras su expresión en una célula vegetal, convierte la nicotina en nornicotina. En otras realizaciones deseables, la nicotina desmetilasa de tabaco, tras su expresión en una célula vegetal, se localiza predominantemente en las hojas, o la nicotina desmetilasa de tabaco se induce mediante etileno o se expresa durante la senescencia de la planta. A further aspect of the description describes a substantially pure tobacco nicotine demethylase. Desirably, this tobacco nicotine demethylase includes an amino acid sequence that has an identity of at least 70% with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. In a desirable embodiment, tobacco nicotine demethylase, after expression in a plant cell, converts nicotine to nornicotine. In other desirable embodiments, tobacco nicotine demethylase, after expression in a plant cell, is predominantly located in the leaves, or tobacco nicotine demethylase is induced by ethylene or expressed during senescence of the plant.

En un aspecto adicional, la descripción describe un anticuerpo sustancialmente puro que reconoce específicamente y se une a una nicotina desmetilasa de tabaco. Deseablemente, el anticuerpo reconoce y se une a una nicotina desmetilasa de tabaco recombinante, por ejemplo, una que contiene la secuencia de SEQ ID NO:2 o un fragmento de la misma. In a further aspect, the description describes a substantially pure antibody that specifically recognizes and binds to a tobacco nicotine demethylase. Desirably, the antibody recognizes and binds to a recombinant tobacco nicotine demethylase, for example, one containing the sequence of SEQ ID NO: 2 or a fragment thereof.

Otro aspecto de la descripción describe un método de producción de una nicotina desmetilasa de tabaco. Este método implica las etapas de: (a) proporcionar una célula transformada con una molécula de ácido nucleico aislada que contiene una secuencia de nucleótidos que codifica para un polipéptido que desmetila la nicotina; (b) cultivar la célula transformada en condiciones para expresar la molécula de ácido nucleico aislada; y (c) recuperar la nicotina desmetilasa de tabaco. La descripción también describe una nicotina desmetilasa de tabaco recombinante producida según este método. Another aspect of the description describes a method of producing a tobacco nicotine demethylase. This method involves the steps of: (a) providing a cell transformed with an isolated nucleic acid molecule that contains a nucleotide sequence encoding a polypeptide that demethylates nicotine; (b) culturing the transformed cell under conditions to express the isolated nucleic acid molecule; and (c) recover tobacco nicotine demethylase. The description also describes a recombinant tobacco nicotine demethylase produced according to this method.

En un aspecto adicional, la descripción describe un método de aislamiento de una nicotina desmetilasa de tabaco o fragmento de la misma. Este método implica las etapas de: (a) poner en contacto la molécula de ácido nucleico de SEQ ID NOS:1, 3, 5, 6 ó 7 o una parte de la misma con una preparación de ácido nucleico a partir de una célula vegetal en condiciones de hibridación que proporcionan la detección de secuencias de ácido nucleico que tienen una identidad de secuencia de al menos el 70% o superior con la secuencia de ácido nucleico de SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 6 ó 7; y (b) aislar las secuencias hibridantes de ácido nucleico. In a further aspect, the description describes a method of isolating a tobacco nicotine demethylase or fragment thereof. This method involves the steps of: (a) contacting the nucleic acid molecule of SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 6 or 7 or a part thereof with a nucleic acid preparation from a plant cell under hybridization conditions that provide for the detection of nucleic acid sequences that have a sequence identity of at least 70% or greater with the nucleic acid sequence of SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 6 or 7; and (b) isolate hybridizing nucleic acid sequences.

En un aspecto adicional, la descripción describe otro método de aislamiento de una nicotina desmetilasa de tabaco o fragmento de la misma. Este método incluye las etapas de: (a) proporcionar una muestra de ADN de célula vegetal; In a further aspect, the description describes another method of isolating a tobacco nicotine demethylase or fragment thereof. This method includes the steps of: (a) providing a sample of plant cell DNA;

(b) proporcionar un par de oligonucleótidos que tienen identidad de secuencia con una región de una molécula de ácido nucleico que tiene la secuencia de SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 6 ó 7; (c) poner en contacto el par de oligonucleótidos con el ADN de célula vegetal en condiciones adecuadas para la amplificación de ADN mediada por la reacción en cadena de la polimerasa; y (d) aislar la nicotina desmetilasa de tabaco amplificada o fragmento de la misma. En una realización deseable de este aspecto, la etapa de amplificación se lleva a cabo usando una muestra de ADNc preparada a partir de una célula vegetal. En otra realización deseable, la nicotina desmetilasa de tabaco codifica para un polipéptido que es al menos el 70% idéntico a la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. (b) providing a pair of oligonucleotides that have sequence identity with a region of a nucleic acid molecule that has the sequence of SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 6 or 7; (c) contacting the oligonucleotide pair with the plant cell DNA under conditions suitable for DNA amplification mediated by the polymerase chain reaction; and (d) isolate the amplified tobacco nicotine demethylase or fragment thereof. In a desirable embodiment of this aspect, the amplification step is carried out using a cDNA sample prepared from a plant cell. In another desirable embodiment, tobacco nicotine demethylase encodes a polypeptide that is at least 70% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

Un aspecto adicional de la descripción describe un método para reducir la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco en una planta o componente vegetal. Este método implica las etapas de: (a) introducir en células vegetales un transgén que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco operativamente unido a un promotor funcional en las células vegetales para proporcionar células vegetales transformadas; y (b) regenerar una planta o componente vegetal a partir de las células vegetales transformadas, en las que la nicotina desmetilasa de tabaco se expresa en las células de la planta o componente vegetal, reduciendo de ese modo la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco en una planta o componente vegetal. En realizaciones particulares de este aspecto de la descripción, el transgén que codifica para la nicotina desmetilasa de tabaco se expresa de manera constitutiva o se expresa de manera inducible, por ejemplo, de una manera específica de tejido, específica de célula o específica de órgano. En otra realización de este aspecto de la descripción, la expresión del transgén suprime conjuntamente la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco endógena. A further aspect of the description describes a method to reduce the expression of tobacco nicotine demethylase in a plant or plant component. This method involves the steps of: (a) introducing into plant cells a transgene encoding a tobacco nicotine demethylase operably linked to a functional promoter in plant cells to provide transformed plant cells; and (b) regenerating a plant or plant component from the transformed plant cells, in which tobacco nicotine demethylase is expressed in the cells of the plant or plant component, thereby reducing the expression of tobacco nicotine demethylase in a plant or plant component. In particular embodiments of this aspect of the description, the transgene encoding tobacco nicotine demethylase is constitutively expressed or induciblely expressed, for example, in a tissue-specific, cell-specific or organ-specific manner. In another embodiment of this aspect of the description, the expression of the transgene together suppresses the expression of an endogenous tobacco nicotine demethylase.

Un aspecto adicional de la descripción describe otro método para reducir la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco en una planta o componente vegetal. Este método incluye las etapas de: (a) introducir en células vegetales un transgén que codifica para una secuencia codificante antisentido de una nicotina desmetilasa de tabaco o una molécula de ARN que puede inducir la interferencia por ARN (ARNi) operativamente unido a un promotor funcional en las células vegetales para proporcionar células vegetales transformadas; y (b) regenerar una planta o componente vegetal a partir de las células vegetales transformadas, en las que el antisentido o una molécula de ARN que puede inducir la interferencia por ARN (ARNi) de la secuencia codificante de la nicotina desmetilasa de tabaco se expresa en las células de la planta o componente vegetal, reduciendo de ese modo la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco en una planta o componente vegetal. Deseablemente, el transgén que codifica para una secuencia antisentido o una molécula de ARN que puede inducir la interferencia por ARN (ARNi) de una nicotina desmetilasa de tabaco se expresa de manera constitutiva o se expresa de manera inducible, por ejemplo de una manera específica de tejido, específica de célula o específica de órgano. A further aspect of the description describes another method to reduce the expression of tobacco nicotine demethylase in a plant or plant component. This method includes the steps of: (a) introducing into plant cells a transgene that encodes an antisense coding sequence of a tobacco nicotine demethylase or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi) operably linked to a functional promoter in plant cells to provide transformed plant cells; and (b) regenerating a plant or plant component from transformed plant cells, in which the antisense or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi) of the tobacco nicotine demethylase coding sequence is expressed in plant cells or plant component, thereby reducing the expression of tobacco nicotine demethylase in a plant or plant component. Desirably, the transgene encoding an antisense sequence or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi) of a tobacco nicotine demethylase is constitutively expressed or induciblely expressed, for example in a specific manner. tissue, cell specific or organ specific.

Un aspecto adicional de la descripción describe aún otro método para reducir la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco en una planta o componente vegetal. Este método implica las etapas de: (a) introducir en células vegetales un transgén que codifica para un producto génico dominante negativo de una nicotina desmetilasa de tabaco operativamente unido a un promotor funcional en las células vegetales para proporcionar células vegetales transformadas; y (b) regenerar una planta o componente vegetal a partir de las células vegetales transformadas, en las que el producto génico dominante negativo de la nicotina desmetilasa de tabaco se expresa en las células de la planta o componente vegetal, reduciendo de ese modo la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco en una planta o componente vegetal. En realizaciones particulares de este aspecto de la descripción, el transgén que codifica para el producto génico dominante negativo se expresa de manera constitutiva o se expresa de manera inducible, por ejemplo, de una manera específica de tejido, específica de célula o específica de órgano. A further aspect of the description describes yet another method for reducing the expression of tobacco nicotine demethylase in a plant or plant component. This method involves the steps of: (a) introducing into a plant cell a transgene that encodes a dominant negative gene product of a tobacco nicotine demethylase operably linked to a functional promoter in the plant cells to provide transformed plant cells; and (b) regenerating a plant or plant component from the transformed plant cells, in which the dominant negative gene product of tobacco nicotine demethylase is expressed in the cells of the plant or plant component, thereby reducing the expression of tobacco nicotine demethylase in a plant or plant component. In particular embodiments of this aspect of the description, the transgene encoding the negative dominant gene product is expressed constitutively or inducibly expressed, for example, in a tissue-specific, cell-specific or organ-specific manner.

Un aspecto adicional de la descripción describe un método adicional para reducir la expresión o la actividad enzimática de la nicotina desmetilasa de tabaco en una célula vegetal. Este método implica reducir el nivel de una nicotina desmetilasa de tabaco endógena, o su actividad enzimática, en la célula vegetal. Deseablemente, la célula vegetal es de una dicotiledónea, una planta solanécea o una especie de Nicotiana. En realizaciones deseables de este aspecto, reducir el nivel de la nicotina desmetilasa de tabaco endógena implica expresar un transgén que codifica para una molécula de ácido nucleico antisentido o una molécula de ARN que puede inducir la interferencia por ARN (ARNi) de una nicotina desmetilasa de tabaco en la célula vegetal, o implica expresar un transgén que codifica para una molécula de ARN bicatenario de una nicotina desmetilasa de tabaco en la célula vegetal. Deseablemente, el ARN bicatenario es una secuencia de ARN que corresponde a la secuencia de SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6, o SEQ ID NO:7, o un fragmento de la misma. En una realización adicional, reducir el nivel de la nicotina desmetilasa de tabaco endógena implica la cosupresión de la nicotina desmetilasa de tabaco endógena en la célula vegetal o implica expresar un producto génico dominante negativo en la célula vegetal. En particular, el producto génico dominante negativo puede incluir un gen que codifica para una forma mutada de la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. A further aspect of the description describes an additional method for reducing the expression or enzymatic activity of tobacco nicotine demethylase in a plant cell. This method involves reducing the level of an endogenous tobacco nicotine demethylase, or its enzymatic activity, in the plant cell. Desirably, the plant cell is from a dicot, a sunflower plant or a species of Nicotiana. In desirable embodiments of this aspect, reducing the level of endogenous tobacco nicotine demethylase involves expressing a transgene encoding an antisense nucleic acid molecule or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi) of a nicotine demethylase from tobacco in the plant cell, or involves expressing a transgene that encodes a double stranded RNA molecule of a tobacco nicotine demethylase in the plant cell. Desirably, the double stranded RNA is an RNA sequence that corresponds to the sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 7, or a fragment Of the same. In a further embodiment, reducing the level of endogenous tobacco nicotine demethylase involves the co-suppression of endogenous tobacco nicotine demethylase in the plant cell or involves expressing a dominant negative gene product in the plant cell. In particular, the dominant negative gene product may include a gene that codes for a mutated form of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

En otras realizaciones deseables de este aspecto de la descripción, la nicotina desmetilasa de tabaco endógena incluye una mutación puntual en un gen que codifica para la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. En otras realizaciones deseables, reducir el nivel de expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco endógena implica una deleción en un gen que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco o implica una inserción en un gen que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco. La reducción de la expresión puede producirse al nivel transcripcional, al nivel de traduccional o al nivel postraduccional. In other desirable embodiments of this aspect of the description, the endogenous tobacco nicotine demethylase includes a point mutation in a gene encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. In other desirable embodiments, reducing the level of expression of an endogenous tobacco nicotine demethylase implies a deletion in a gene that encodes a tobacco nicotine demethylase or involves an insertion in a gene that encodes a tobacco nicotine demethylase. Expression reduction can occur at the transcriptional level, at the translational level or at the post-translational level.

Un aspecto adicional de la descripción describe un método para identificar un compuesto que altera la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco en una célula. Este método implica las etapas de: (a) proporcionar una célula que contiene un gen que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco; (b) aplicar un compuesto candidato a la célula; y (c) medir la expresión del gen que codifica para la nicotina desmetilasa de tabaco, en el que un aumento o una disminución en la expresión con respecto a una muestra control sin tratar es una indicación de que el compuesto altera la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco. A further aspect of the description describes a method for identifying a compound that alters the expression of a tobacco nicotine demethylase in a cell. This method involves the steps of: (a) providing a cell that contains a gene encoding a tobacco nicotine demethylase; (b) apply a candidate compound to the cell; and (c) measuring the expression of the gene encoding tobacco nicotine demethylase, in which an increase or decrease in expression with respect to an untreated control sample is an indication that the compound alters nicotine expression tobacco demethylase

En una realización deseable de este método, el gen de la parte (a) codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco que tiene una identidad de al menos el 70% con la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. Deseablemente, el compuesto disminuye o aumenta la expresión del gen que codifica para la nicotina desmetilasa de tabaco. In a desirable embodiment of this method, the gene in part (a) encodes a tobacco nicotine demethylase having an identity of at least 70% with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. Desirably, the compound decreases or increases the expression of the gene encoding tobacco nicotine demethylase.

En otro aspecto, la descripción describe otro método para identificar un compuesto que altera la actividad de una nicotina desmetilasa de tabaco en una célula. Este método implica las etapas de: (a) proporcionar una célula que expresa un gen que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco; (b) aplicar un compuesto candidato a la célula; y (c) medir la actividad de la nicotina desmetilasa de tabaco, en el que un aumento o una disminución en la actividad con respecto a una muestra control sin tratar es una indicación de que el compuesto altera la actividad de la nicotina desmetilasa de tabaco. En una realización deseable de este aspecto de la descripción, el gen de la etapa In another aspect, the description describes another method for identifying a compound that alters the activity of a tobacco nicotine demethylase in a cell. This method involves the steps of: (a) providing a cell that expresses a gene encoding a tobacco nicotine demethylase; (b) apply a candidate compound to the cell; and (c) measuring the activity of tobacco nicotine demethylase, in which an increase or decrease in activity with respect to an untreated control sample is an indication that the compound alters the activity of tobacco nicotine demethylase. In a desirable embodiment of this aspect of the description, the stage gene

(a) codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco que tiene una identidad de al menos el 70% con la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. Deseablemente, el compuesto disminuye o aumenta la actividad de la nicotina desmetilasa de tabaco. (a) encodes a tobacco nicotine demethylase having an identity of at least 70% with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. Desirably, the compound decreases or increases the activity of tobacco nicotine demethylase.

Un aspecto adicional de la descripción describe una planta de tabaco o componente vegetal curado que contiene (i) un nivel reducido de nicotina desmetilasa o (ii) una nicotina desmetilasa que tiene una actividad enzimática alterada y una cantidad reducida de una nitrosamina. Deseablemente, el componente vegetal es una hoja de tabaco o tallo de tabaco. En una realización deseable, la nitrosamina es nornicotina, y el contenido de nornicotina deseablemente es inferior a 5 mg/g, 4,5 mg/g, 4,0 mg/g, 3,5 mg/g, 3,0 mg/g, más deseablemente inferior a 2,5 mg/g, 2,0 mg/g, 1,5 mg/g, 1,0 mg/g, más deseablemente inferior a 750 !g/g, 500 !g/g, 250 !g/g, 100 !g/g, incluso más deseablemente inferior a 75 !g/g, 50 !g/g, 25 !g/g, 10 !g/g, 7,0 !g/g, 5,0 !g/g, 4,0 !g/g, e incluso más deseablemente inferior a 2,0 !g/g, 1,0 !g/g, 0,5 !g/g, 0,4 !g/g, 0,2 !g/g, 0,1 !g/g, 0,05 !g/g, o 0,01 !g/g o en el que el porcentaje de alcaloides secundarios con respecto al contenido en alcaloides total en el mismo es inferior al 90%, el 70%, el 50%, el 30%, el 10%, deseablemente inferior al 5%, el 4%, el 3%, el 2%, el 1,5%, el 1% y más deseablemente inferior al 0,75%, el 0,5%, el 0,25% o el 0,1%. En otra realización deseable, la nitrosamina es N’-nitrosonornicotina (NNN), y el contenido de N’-NNN deseablemente es inferior a 5 mg/g, 4,5 mg/g, 4,0 mg/g, 3,5 mg/g, 3,0 mg/g, más deseablemente inferior a 2,5 mg/g, 2,0 mg/g, 1,5 mg/g, 1,0 mg/g, más deseablemente inferior a 750 !g/g, 500 !g/g, 250 !g/g, 100 !g/g, incluso más deseablemente inferior a 75 !g/g, 50 !g/g, 25 !g/g, 10 !g/g, 7,0 !g/g, 5,0 !g/g, 4,0 !g/g, e incluso más deseablemente inferior a 2,0 !g/g, 1,0 !g/g, 0,5 !g/g, 0,4 !g/g, 0,2 !g/g, 0,1 !g/g, 0,05 !g/g o 0,01 !g/g o en el que el porcentaje de alcaloides secundarios con respecto al contenido en alcaloides total contenido en el mismo es inferior al 90%, el 70%, el 50%, el 30%, el 10%, deseablemente inferior al 5%, el 4%, el 3%, el 2%, el 1,5%, el 1% y más deseablemente inferior al 0,75%, el 0,5%, el 0,25% o el 0,1%. En realizaciones deseables adicionales de este aspecto de la descripción, la planta de tabaco o componente vegetal curado es un tabaco oscuro, tabaco Burley, tabaco curado en chimenea, tabaco curado al aire o tabaco oriental. A further aspect of the description describes a tobacco plant or cured vegetable component that contains (i) a reduced level of nicotine demethylase or (ii) a nicotine demethylase having an altered enzymatic activity and a reduced amount of a nitrosamine. Desirably, the plant component is a tobacco leaf or tobacco stalk. In a desirable embodiment, the nitrosamine is nornicotine, and the nornicotine content desirably is less than 5 mg / g, 4.5 mg / g, 4.0 mg / g, 3.5 mg / g, 3.0 mg / g, more desirably less than 2.5 mg / g, 2.0 mg / g, 1.5 mg / g, 1.0 mg / g, more desirably less than 750 µg / g, 500 µg / g, 250 µg / g, 100 µg / g, even more desirably less than 75 µg / g, 50 µg / g, 25 µg / g, 10 µg / g, 7.0 µg / g, 5 , 0 µg / g, 4.0 µg / g, and even more desirably less than 2.0 µg / g, 1.0 µg / g, 0.5 µg / g, 0.4 µg / g, 0.2 µg / g, 0.1 µg / g, 0.05 µg / g, or 0.01 µg / g in which the percentage of secondary alkaloids with respect to the total alkaloid content in it it is less than 90%, 70%, 50%, 30%, 10%, desirably less than 5%, 4%, 3%, 2%, 1.5%, 1% and more desirably less than 0.75%, 0.5%, 0.25% or 0.1%. In another desirable embodiment, the nitrosamine is N'-nitrosonornicotine (NNN), and the N'-NNN content desirably is less than 5 mg / g, 4.5 mg / g, 4.0 mg / g, 3.5 mg / g, 3.0 mg / g, more desirably less than 2.5 mg / g, 2.0 mg / g, 1.5 mg / g, 1.0 mg / g, more desirably less than 750 µg / g, 500 µg / g, 250 µg / g, 100 µg / g, even more desirably less than 75 µg / g, 50 µg / g, 25 µg / g, 10 µg / g, 7.0 µg / g, 5.0 µg / g, 4.0 µg / g, and even more desirably less than 2.0 µg / g, 1.0 µg / g, 0.5! g / g, 0.4 µg / g, 0.2 µg / g, 0.1 µg / g, 0.05 µg / g or 0.01 µg / g in which the percentage of secondary alkaloids with respect to the total alkaloid content contained therein is less than 90%, 70%, 50%, 30%, 10%, desirably less than 5%, 4%, 3%, 2% , 1.5%, 1% and more desirably less than 0.75%, 0.5%, 0.25% or 0.1%. In additional desirable embodiments of this aspect of the description, the tobacco plant or cured vegetable component is a dark tobacco, Burley tobacco, chimney-cured tobacco, air-cured tobacco or oriental tobacco.

Además, la planta de tabaco o componente vegetal curado de la descripción incluye deseablemente un gen de nicotina desmetilasa recombinante, por ejemplo, uno que contiene la secuencia de SEQ ID NO:1 o SEQ ID NO:3, o un fragmento de la misma. Deseablemente, se silencia la expresión de un gen de nicotina desmetilasa endógena en la planta de tabaco o componente vegetal curado. In addition, the tobacco plant or cured vegetable component of the description desirably includes a recombinant nicotine demethylase gene, for example, one containing the sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3, or a fragment thereof. Desirably, the expression of an endogenous nicotine demethylase gene in the tobacco plant or cured plant component is silenced.

Otro aspecto de la descripción describe un producto de tabaco que contiene una planta de tabaco o componente vegetal curado que incluye (i) expresión reducida de una nicotina desmetilasa o (ii) una nicotina desmetilasa que tiene actividad alterada, y una cantidad reducida de una nitrosamina. Deseablemente, el producto de tabaco es tabaco sin humo, rapé seco o húmedo, un tabaco de mascar, cigarrillo, cigarro, puro delgado, tabaco de pipa o bidis. En particular, el producto de tabaco de este aspecto de la descripción puede contener tabaco oscuro, tabaco molido Another aspect of the description describes a tobacco product that contains a tobacco plant or cured vegetable component that includes (i) reduced expression of a nicotine demethylase or (ii) a nicotine demethylase having altered activity, and a reduced amount of a nitrosamine . Desirably, the tobacco product is smokeless tobacco, dry or wet snuff, chewing tobacco, cigarette, cigar, thin cigar, pipe tobacco or bidis. In particular, the tobacco product of this aspect of the description may contain dark tobacco, ground tobacco

o incluye un componente aromatizante. or includes a flavoring component.

La descripción también describe un método de preparación de un producto de tabaco, por ejemplo, un producto de tabaco sin humo, que contiene (i) expresión reducida de una nicotina desmetilasa o (ii) una nicotina desmetilasa que tiene actividad enzimática alterada (por ejemplo, reducida), y una cantidad reducida de una nitrosamina. Este método implica proporcionar una planta de tabaco o componente vegetal curado que contiene (i) un nivel reducido de nicotina desmetilasa o (ii) una nicotina desmetilasa que tiene una actividad enzimática alterada y una cantidad reducida de una nitrosamina y preparar el producto de tabaco a partir de la planta de tabaco o componente vegetal curado. The description also describes a method of preparing a tobacco product, for example, a smokeless tobacco product, which contains (i) reduced expression of a nicotine demethylase or (ii) a nicotine demethylase having altered enzymatic activity (for example , reduced), and a reduced amount of a nitrosamine. This method involves providing a tobacco plant or cured vegetable component that contains (i) a reduced level of nicotine demethylase or (ii) a nicotine demethylase having an altered enzymatic activity and a reduced amount of a nitrosamine and preparing the tobacco product to from the tobacco plant or cured vegetable component.

Definiciones Definitions

“Actividad enzimática” pretende incluir pero sin limitarse a desmetilación, hidroxilación, epoxidación, N-oxidación, sulfooxidación, N-, S- y O-desalquilaciones, desulfuración, desaminación y reducción de azo, nitro, N-óxido y otros grupos químicos enzimáticamente reactivos de este tipo. Actividad enzimática alterada se refiere a una disminución en la actividad enzimática (por ejemplo, de una nicotina desmetilasa de tabaco) en al menos el 10-20%, preferiblemente en al menos el 25-50% y más preferiblemente en al menos el 55-95% o superior con respecto a la actividad de una enzima control (por ejemplo, una nicotina desmetilasa de una planta de tabaco de tipo natural). La actividad de una nicotina desmetilasa de tabaco puede someterse a ensayo usando métodos convencionales en la técnica, tal como midiendo la desmetilación de nicotina radioactiva mediante microsomas expresados en levadura, tal como se describe en el presente documento. "Enzymatic activity" is intended to include but not limited to demethylation, hydroxylation, epoxidation, N-oxidation, sulfooxidation, N-, S- and O-desalkylations, desulfurization, deamination and reduction of azo, nitro, N-oxide and other chemical groups enzymatically Reagents of this type. Altered enzymatic activity refers to a decrease in the enzymatic activity (for example, of a tobacco nicotine demethylase) by at least 10-20%, preferably at least 25-50% and more preferably at least 55- 95% or higher with respect to the activity of a control enzyme (for example, a nicotine demethylase from a natural-type tobacco plant). The activity of a tobacco nicotine demethylase can be tested using conventional methods in the art, such as measuring the demethylation of radioactive nicotine by microsomes expressed in yeast, as described herein.

La expresión “ácido nucleico” se refiere a un polímero de desoxirribonucleótidos o ribonucleótidos en forma o bien mono o bien bicatenaria, o sentido o antisentido, y a menos que se limite de otra forma, abarca análogos conocidos de nucleótidos naturales que se hibridan con ácido nucleicos de una manera similar a nucleótidos que se producen de manera natural. A menos que se indique de otra forma, una secuencia de ácido nucleico particular incluye la secuencia complementaria de la misma. Las expresiones “operativamente unido”, “en combinación operativa” y “en orden operativo” se refieren al enlace funcional entre una secuencia de control de la expresión de ácidos nucleicos (tal como un promotor, secuencia señal o alineamiento de sitios de unión de factores de transcripción) y una segunda secuencia de ácido nucleico, en la que la secuencia de control de la expresión afecta a la transcripción y/o traducción del ácido nucleico que corresponde a la segunda secuencia. The term "nucleic acid" refers to a polymer of deoxyribonucleotides or ribonucleotides in either mono or double stranded, or sense or antisense form, and unless otherwise limited, encompasses known analogs of natural nucleotides that hybridize with nucleic acids. in a manner similar to nucleotides that occur naturally. Unless otherwise indicated, a particular nucleic acid sequence includes the complementary sequence thereof. The terms "operably linked", "in operational combination" and "in operational order" refer to the functional link between a control sequence of nucleic acid expression (such as a promoter, signal sequence or alignment of factor binding sites of transcription) and a second nucleic acid sequence, in which the expression control sequence affects the transcription and / or translation of the nucleic acid corresponding to the second sequence.

El término “recombinante” cuando se usa con referencia a una célula indica que la célula replica un ácido nucleico heterólogo, expresa el ácido nucleico o expresa un péptido, péptido heterólogo o proteína codificada por un ácido nucleico heterólogo. Las células recombinantes pueden expresar genes o fragmentos génicos en forma o bien sentido o bien antisentido o una molécula de ARN que puede inducir interferencia por ARN (ARNi) que no se encuentra dentro la forma nativa (no recombinante) de la célula. Las células recombinantes también pueden expresar genes que se encuentran en la forma nativa de la célula, pero en la que los genes se modifican y se reintroducen en la célula por medios artificiales. The term "recombinant" when used with reference to a cell indicates that the cell replicates a heterologous nucleic acid, expresses the nucleic acid or expresses a peptide, heterologous peptide or protein encoded by a heterologous nucleic acid. Recombinant cells can express genes or gene fragments in either a sense or antisense form or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi) that is not within the native (non-recombinant) form of the cell. Recombinant cells can also express genes that are in the native form of the cell, but in which the genes are modified and reintroduced into the cell by artificial means.

Un “gen estructural” es aquella parte de un gen que comprende un segmento de ADN que codifica para una proteína, polipéptido o una parte del mismo, y que excluye, por ejemplo, la secuencia 5’ que dirige la iniciación de la transcripción o la UTR en 3’. El gen estructural puede codificar alternativamente para un producto no traducible. El gen estructural puede ser uno que normalmente se encuentra en la célula o uno que normalmente no se encuentra en la célula o ubicación celular en la que se introdujo, en cuyo caso se denomina un “gen heterólogo”. Un gen heterólogo puede derivarse en su totalidad o en parte de cualquier fuente conocida en la técnica, incluyendo un episoma o genoma bacteriano, ADN eucariota, de plásmido o nuclear, ADNc, ADN viral o ADN químicamente sintetizado. Un gen estructural puede contener una o más modificaciones que podrían afectar a la actividad biológica A "structural gene" is that part of a gene that comprises a segment of DNA that encodes a protein, polypeptide or a part thereof, and that excludes, for example, the 5 'sequence that directs the initiation of transcription or UTR in 3 '. The structural gene may alternatively code for a non-translatable product. The structural gene may be one that is normally found in the cell or one that is not normally found in the cell or cellular location in which it was introduced, in which case it is called a "heterologous gene." A heterologous gene can be derived in whole or in part from any source known in the art, including a bacterial episome or genome, eukaryotic, plasmid or nuclear DNA, cDNA, viral DNA or chemically synthesized DNA. A structural gene may contain one or more modifications that could affect biological activity.

o sus características, a la actividad biológica o a la estructura química del producto de expresión, a la tasa de expresión o a la manera de control de la expresión. Tales modificaciones incluyen, pero no se limitan a, mutaciones, inserciones, deleciones y sustituciones de uno o más nucleótidos. or its characteristics, the biological activity or the chemical structure of the expression product, the expression rate or the manner of expression control. Such modifications include, but are not limited to, mutations, insertions, deletions and substitutions of one or more nucleotides.

El gen estructural puede constituir una secuencia codificante ininterrumpida o puede incluir uno o más intrones, unidos mediante las uniones de corte y empalme apropiadas. El gen estructural puede ser traducible o no traducible, incluyendo un antisentido o una molécula de ARN que puede inducir interferencia por ARN (ARNi). El gen estructural puede ser una amalgama de segmentos derivados de una pluralidad de fuentes y de una pluralidad de secuencias génicas (que se producen de manera natural o sintética, en las que sintética se refiere a ADN que se sintetiza químicamente). The structural gene may constitute an unbroken coding sequence or may include one or more introns, joined by the appropriate splice junctions. The structural gene can be translatable or non-translatable, including an antisense or an RNA molecule that can induce RNA interference (RNAi). The structural gene may be an amalgam of segments derived from a plurality of sources and a plurality of gene sequences (which occur naturally or synthetically, in which synthetic refers to DNA that is chemically synthesized).

Un “exón” tal como se usa en el presente documento en referencia a una secuencia de ácido nucleico se refiere a una parte de la secuencia de ácido nucleico de un gen, en la que la secuencia de ácido nucleico del exón codifica para al menos un aminoácido del producto génico. Un exón es normalmente adyacente a un segmento de ADN no codificante tal como un intrón. Deseablemente, un exón codifica para una parte de la secuencia de aminoácidos de la nicotina desmetilasa de tabaco de SEQ ID NO:2, tal como los aminoácidos 1-313 y/o 314-517 de la secuencia de SEQ ID NO:2. An "exon" as used herein in reference to a nucleic acid sequence refers to a part of the nucleic acid sequence of a gene, in which the exon nucleic acid sequence encodes for at least one amino acid of the gene product. An exon is normally adjacent to a segment of non-coding DNA such as an intron. Desirably, an exon encodes a portion of the amino acid sequence of tobacco nicotine demethylase of SEQ ID NO: 2, such as amino acids 1-313 and / or 314-517 of the sequence of SEQ ID NO: 2.

Un “intrón” tal como se usa en el presente documento en referencia a una secuencia de ácido nucleico se refiere a una región no codificante de un gen que está flanqueada por regiones codificantes. Un intrón es normalmente una región no codificante de un gen que se transcribe en una molécula de ARN pero luego se corta mediante corte y empalme de ARN durante la producción del ARN mensajero u otro ARN estructural funcional. Deseablemente, un intrón incluye la secuencia de SEQ ID NO:5, o un fragmento de la misma. An "intron" as used herein in reference to a nucleic acid sequence refers to a non-coding region of a gene that is flanked by coding regions. An intron is normally a non-coding region of a gene that is transcribed into an RNA molecule but then cut by RNA splicing during the production of messenger RNA or other functional structural RNA. Desirably, an intron includes the sequence of SEQ ID NO: 5, or a fragment thereof.

Una “UTR en 3’” tal como se usa en el presente documento en referencia a una secuencia de ácido nucleico se refiere a una secuencia de ácido nucleico no codificante proximal a un codón de terminación de un exón. Deseablemente, una UTR en 3’ incluye la secuencia de SEQ ID NO:7, o un fragmento de la misma. A "3" UTR "as used herein in reference to a nucleic acid sequence refers to a non-coding nucleic acid sequence proximal to an exon termination codon. Desirably, a 3 ’UTR includes the sequence of SEQ ID NO: 7, or a fragment thereof.

“Derivado de” se usa para referirse a tomado, obtenido, recibido, indicado, replicado o descendiente de una fuente (química y/o biológica). Un derivado puede producirse mediante manipulación química o biológica (incluyendo, pero sin limitarse a, sustitución, adición, inserción, deleción, extracción, aislamiento, mutación y replicación) de la fuente original. "Derived from" is used to refer to taken, obtained, received, indicated, replicated or descended from a source (chemical and / or biological). A derivative can be produced by chemical or biological manipulation (including, but not limited to, substitution, addition, insertion, deletion, extraction, isolation, mutation and replication) of the original source.

“Químicamente sintetizado”, en relación con una secuencia de ADN, significa que partes de los nucleótidos componentes se ensamblaron in vitro. Puede lograrse la síntesis química manual del ADN usando procedimientos bien establecidos (Caruthers, Methodology of DNA and RNA Sequencing, (1983), Weissman (ed.), Praeger Publishers, Nueva York, capítulo 1); la síntesis química automatizada puede realizarse usando uno de varias máquinas disponibles comercialmente. "Chemically synthesized," in relation to a DNA sequence, means that parts of the component nucleotides were assembled in vitro. Manual chemical synthesis of DNA can be achieved using well established procedures (Caruthers, Methodology of DNA and RNA Sequencing, (1983), Weissman (ed.), Praeger Publishers, New York, chapter 1); Automated chemical synthesis can be performed using one of several commercially available machines.

Puede llevarse a cabo una alineación óptima de secuencias para la comparación, por ejemplo, mediante el algoritmo de homología local de Smith y Waterman, Adv. Appl. Math. 2:482 (1981), mediante el algoritmo de alineación de homología de Needleman y Wunsch, J. Mol. Biol. 48:443 (1970), mediante la búsqueda por el método de similitud de Pearson y Lipman Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 85: 2444 (1988), mediante implementaciones informatizadas de estos algoritmos (GAP, BESTFIT, FASTA y TFASTA en el Wisconsin Genetics Software Package, Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, Wis.), o mediante inspección. Optimal sequence alignment can be carried out for comparison, for example, by the local homology algorithm of Smith and Waterman, Adv. Appl. Math 2: 482 (1981), using the homology alignment algorithm of Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48: 443 (1970), by searching for the similarity method of Pearson and Lipman Proc. Natl Acad. Sci. (USA) 85: 2444 (1988), through computerized implementations of these algorithms (GAP, BESTFIT, FASTA and TFASTA in the Wisconsin Genetics Software Package, Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, Wis.), Or through inspection.

La herramienta de búsqueda de alineación local básica del NCBI (“NCBI Basic Local Alignment Search Tool”) (BLAST) (Altschul et al., 1990) está disponible de varias fuentes, incluyendo el National Center for Biological Information (NCBI, Bethesda, Md.) y en Internet, para su uso en conexión con los programas de análisis de secuencias blastp, blastn, blastx, tblastn y tblastx. Puede accederse al mismo en http://www.ncbi.nlm.nih.govBLAST/. Una descripción de cómo determinar la identidad de secuencia usando este programa está disponible en http://www.ncbi.nlm.nih.govBLAST/blast help.html. The NCBI Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) (Altschul et al., 1990) is available from several sources, including the National Center for Biological Information (NCBI, Bethesda, Md .) and on the Internet, for use in connection with the sequence analysis programs blastp, blastn, blastx, tblastn and tblastx. It can be accessed at http: //www.ncbi.nlm.nih.govBLAST/. A description of how to determine sequence identity using this program is available at http: //www.ncbi.nlm.nih.govBLAST/blast help.html.

Las expresiones “identidad de aminoácidos sustancial” o “identidad de secuencia de aminoácidos sustancial” tal como se aplica a secuencias de aminoácidos y tal como se usa en el presente documento indican una característica de un polipéptido, comprendiendo el péptido una secuencia que tiene una identidad de secuencia de al menos el 70 por ciento, preferiblemente una identidad de secuencia de aminoácidos del 80 por ciento, más preferiblemente una identidad de secuencia de aminoácidos del 90 por ciento y lo más preferiblemente una identidad de secuencia de al menos el 99 al 100 por ciento tal como se compara con la secuencia de proteína de SEQ ID NOS:2 y/o 4. Deseablemente, para una nicotina desmetilasa, la comparación de secuencias compara deseablemente una región que sigue al motivo del citocromo p450 (GXRXCX(G/A); SEQ ID NO:29) con el codón de terminación del péptido traducido. The terms "substantial amino acid identity" or "substantial amino acid sequence identity" as applied to amino acid sequences and as used herein indicate a characteristic of a polypeptide, the peptide comprising a sequence having an identity. of sequence of at least 70 percent, preferably an amino acid sequence identity of 80 percent, more preferably an amino acid sequence identity of 90 percent and most preferably a sequence identity of at least 99 to 100 per One hundred as compared to the protein sequence of SEQ ID NOS: 2 and / or 4. Desirably, for a nicotine demethylase, sequence comparison desirably compares a region that follows the cytochrome p450 motif (GXRXCX (G / A) ; SEQ ID NO: 29) with the termination codon of the translated peptide.

Las expresiones “identidad de ácido nucleico sustancial” o “identidad de secuencia de ácido nucleico sustancial” tal como se aplica a secuencias de ácido nucleico y tal como se usa en el presente documento indican una característica de una secuencia de polinucleótidos, comprendiendo el polinucleótido una secuencia que tiene una identidad de secuencia de al menos el 50 por ciento, preferiblemente el 60, el 65, el 70 o el 75 por ciento, más preferiblemente una identidad de secuencia de ácido nucleico del 81 o el 91 por ciento y lo más preferiblemente una identidad de secuencia de al menos el 95, el 99 o incluso 100 por ciento tal como se compara con SEQ ID NOS:1, 3, 5, 6, y/o 7. Deseablemente, para una secuencia de ácido nucleico de nicotina desmetilasa, la comparación compara deseablemente una secuencia que codifica para una región que sigue al motivo del citocromo p450 (GXRXCX (G/A); SEQ ID NO:29) con el codón de terminación del péptido traducido. The terms "substantial nucleic acid identity" or "substantial nucleic acid sequence identity" as applied to nucleic acid sequences and as used herein indicate a characteristic of a polynucleotide sequence, the polynucleotide comprising a sequence having a sequence identity of at least 50 percent, preferably 60, 65, 70 or 75 percent, more preferably a nucleic acid sequence identity of 81 or 91 percent and most preferably a sequence identity of at least 95, 99 or even 100 percent as compared to SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 6, and / or 7. Desirably, for a nicotine demethylase nucleic acid sequence , the comparison desirably compares a sequence encoding a region following the cytochrome p450 motif (GXRXCX (G / A); SEQ ID NO: 29) with the termination codon of the translated peptide.

Otra indicación de que las secuencias de nucleótidos son sustancialmente idénticas es si dos moléculas hibridan entre sí en condiciones rigurosas. Las condiciones rigurosas son dependientes de la secuencia y serán diferentes en diferentes circunstancias. Generalmente, las condiciones rigurosas se seleccionan para que sean de aproximadamente 5ºC a aproximadamente 20ºC, habitualmente de aproximadamente 10ºC a aproximadamente 15ºC, inferiores al punto de fusión térmica (Tm) para la secuencia específica a un pH y una fuerza iónica definidos. La Tm es la temperatura (en pH y fuerza iónica definidos) a la que el 50% de la secuencia diana hibrida con una sonda apareada. Normalmente, condiciones rigurosas serán aquéllas en las que la concentración salina es aproximadamente 0,02 molar a pH 7 y la temperatura es al menos de aproximadamente 60ºC. Por ejemplo, en un procedimiento de hibridación de tipo Southern convencional, las condiciones rigurosas incluirán un lavado inicial en 6x SSC a 42ºC seguido por uno o más lavados adicionales en 0,2x SSC a una temperatura de al menos aproximadamente 55ºC, normalmente de aproximadamente 60ºC, y a menudo de aproximadamente 65ºC. Another indication that the nucleotide sequences are substantially identical is whether two molecules hybridize to each other under stringent conditions. Rigorous conditions are sequence dependent and will be different in different circumstances. Generally, the stringent conditions are selected to be from about 5 ° C to about 20 ° C, usually from about 10 ° C to about 15 ° C, lower than the thermal melting point (Tm) for the specific sequence at a defined pH and ionic strength. The Tm is the temperature (in defined pH and ionic strength) at which 50% of the target sequence hybridizes with a paired probe. Normally, stringent conditions will be those in which the salt concentration is about 0.02 molar at pH 7 and the temperature is at least about 60 ° C. For example, in a conventional Southern hybridization procedure, stringent conditions will include an initial wash in 6x SSC at 42 ° C followed by one or more additional washes in 0.2x SSC at a temperature of at least about 55 ° C, usually about 60 ° C , and often about 65 ° C.

Las secuencias de nucleótidos son también sustancialmente idénticas para los fines de esta invención cuando dichas secuencias de nucleótidos codifican para polipéptidos y/o proteínas que son sustancialmente idénticas. Por tanto, cuando una secuencia de ácido nucleico codifica esencialmente para el mismo polipéptido que una segunda secuencia de ácido nucleico, las dos secuencias de ácido nucleico son sustancialmente idénticas incluso si no hibridaran en condiciones rigurosas debido a la degeneración permitida por el código genético (véase, Darnell et al. (1990) Molecular Cell Biology, segunda edición Scientific American Books W. H. Freeman and Company Nueva York para una explicación de la degeneración de codones y el código genético). La pureza u homogeneidad de proteínas puede indicarse mediante varios medios bien conocidos en la técnica, tales como electroforesis en gel de poliacrilamida de una muestra de proteína, seguido por visualización tras tinción. Para ciertos fines, puede necesitarse alta resolución y pueden usarse HPLC o medios similares para la purificación. Nucleotide sequences are also substantially identical for the purposes of this invention when said nucleotide sequences encode polypeptides and / or proteins that are substantially identical. Therefore, when a nucleic acid sequence encodes essentially for the same polypeptide as a second nucleic acid sequence, the two nucleic acid sequences are substantially identical even if they did not hybridize under stringent conditions due to the degeneracy allowed by the genetic code (see , Darnell et al. (1990) Molecular Cell Biology, second edition Scientific American Books WH Freeman and Company New York for an explanation of codon degeneration and the genetic code). The purity or homogeneity of proteins can be indicated by various means well known in the art, such as polyacrylamide gel electrophoresis of a protein sample, followed by visualization after staining. For certain purposes, high resolution may be needed and HPLC or similar means may be used for purification.

Por un anticuerpo que “se une específicamente” o “reconoce específicamente” una nicotina desmetilasa de tabaco quiere decirse un aumento de la afinidad del anticuerpo por una nicotina desmetilasa de tabaco con respecto a una cantidad igual de cualquier otra proteína. Por ejemplo, un anticuerpo que se une específicamente a una nicotina desmetilasa de tabaco que contiene la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2 tiene deseablemente una afinidad por su antígeno que es al menos 2 veces, 5 veces, 10 veces, 30 veces o 100 veces superior que para una cantidad igual de cualquier otro antígeno, incluyendo antígenos relacionados. La unión de un anticuerpo a un antígeno, por ejemplo, nicotina desmetilasa de tabaco, puede determinarse mediante cualquiera de varios métodos convencionales en la técnica, por ejemplo, análisis de inmunotransferencia de tipo Western, ELISA o inmunoprecipitación conjunta. By an antibody that "specifically binds" or "specifically recognizes" a tobacco nicotine demethylase means an increase in the affinity of the antibody for a tobacco nicotine demethylase with respect to an equal amount of any other protein. For example, an antibody that specifically binds to a tobacco nicotine demethylase containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 desirably has an affinity for its antigen that is at least 2 times, 5 times, 10 times, 30 times or 100 times higher than for an equal amount of any other antigen, including related antigens. The binding of an antibody to an antigen, for example, tobacco nicotine demethylase, can be determined by any of several conventional methods in the art, for example, Western blot analysis, ELISA or joint immunoprecipitation.

Tal como se usa en el presente documento, el término “vector” se usa en referencia a moléculas de ácido nucleico que transfieren segmento(s) de ADN a una célula. Un vector puede actuar replicando el ADN y puede reproducirse independientemente en una célula huésped. El término “vehículo” se usa a veces de manera intercambiable con “vector.” El término “vector de expresión” tal como se usa en el presente documento se refiere a una molécula de ADN recombinante que contiene una secuencia codificante deseada y secuencias de ácido nucleico apropiadas necesarias para la expresión de la secuencia codificante operativamente unida en un organismo huésped particular. Las secuencias de ácido nucleico necesarias para la expresión en procariotas incluyen habitualmente un promotor, un operador (opcional) y un sitio de unión al ribosoma, a menudo junto con otras secuencias. Deseablemente, el promotor incluye la secuencia de SEQ ID NO:6, o un fragmento de la misma que dirige la transcripción. También son deseables secuencias promotoras que tienen una identidad de secuencia de al menos el 50%, el 60%, el 75%, el 80%, el 90%, el 95% o incluso el 99% con la secuencia de SEQ ID NO:6 y que dirigen la transcripción. Se sabe que las células eucariotas utilizan promotores, potenciadores y señales de poliadenilación y terminación, tales como la secuencia de UTR en 3’ de SEQ ID NO:7. En algunos casos, se ha observado que los vectores de expresión de plantas requieren la presencia de intrones derivados de plantas, tales como el intrón que tiene la secuencia de SEQ ID NO:5, para tener expresión estable. Como tal, puede usarse la secuencia de SEQ ID NO: 5, o cualquier otro intrón que tiene una unión de corte y empalme de ARN apropiada tal como se describe adicionalmente en el presente documento. As used herein, the term "vector" is used in reference to nucleic acid molecules that transfer segment (s) of DNA to a cell. A vector can act by replicating the DNA and can reproduce independently in a host cell. The term "vehicle" is sometimes used interchangeably with "vector." The term "expression vector" as used herein refers to a recombinant DNA molecule that contains a desired coding sequence and acid sequences. Appropriate nucleic necessary for the expression of the operably linked coding sequence in a particular host organism. Nucleic acid sequences necessary for prokaryotic expression usually include a promoter, an operator (optional) and a ribosome binding site, often together with other sequences. Desirably, the promoter includes the sequence of SEQ ID NO: 6, or a fragment thereof that directs transcription. Promoter sequences that have a sequence identity of at least 50%, 60%, 75%, 80%, 90%, 95% or even 99% with the sequence of SEQ ID NO are also desirable: 6 and who direct the transcript. It is known that eukaryotic cells use promoters, enhancers and polyadenylation and termination signals, such as the 3 ’UTR sequence of SEQ ID NO: 7. In some cases, it has been observed that plant expression vectors require the presence of plant-derived introns, such as the intron having the sequence of SEQ ID NO: 5, to have stable expression. As such, the sequence of SEQ ID NO: 5, or any other intron having an appropriate RNA splice junction can be used as described further herein.

Para el fin de regenerar plantas modificadas mediante ingeniería genética completas con raíces, puede insertarse un ácido nucleico en las células vegetales, por ejemplo, mediante cualquier técnica tal como inoculación in vivo o mediante cualquiera de las técnicas de cultivo tisular in vitro conocidas para producir células vegetales transformadas que pueden regenerarse para dar plantas completas. Por tanto, por ejemplo, la inserción en células vegetales puede ser mediante inoculación in vitro mediante A. tumefaciens patógeno o no patógeno. También pueden emplearse otras técnicas de cultivo tisular de este tipo. For the purpose of regenerating genetically engineered plants complete with roots, a nucleic acid can be inserted into plant cells, for example, by any technique such as inoculation in vivo or by any of the in vitro tissue culture techniques known to produce cells transformed vegetables that can be regenerated to give whole plants. Therefore, for example, insertion into plant cells can be by inoculation in vitro by pathogenic or non-pathogenic A. tumefaciens. Other tissue culture techniques of this type can also be used.

“Tejido vegetal”, “componente vegetal” o “célula vegetal” incluye tejidos diferenciados y no diferenciados de plantas, incluyendo, pero sin limitarse a, raíces, brotes, hojas, polen, semillas, tejido tumoral y diversas formas de células en cultivo, tales como células individuales, protoplastos, embriones y tejido calloso. El tejido vegetal puede estar en la planta o en un órgano, tejido o cultivo celular. "Plant tissue", "plant component" or "plant cell" includes differentiated and undifferentiated plant tissues, including, but not limited to, roots, buds, leaves, pollen, seeds, tumor tissue and various forms of cells in culture, such as individual cells, protoplasts, embryos and corpus callosum. The plant tissue can be in the plant or in an organ, tissue or cell culture.

“Célula vegetal” tal como se usa en el presente documento incluye células vegetales en la planta y células vegetales y protoplastos en cultivo. “ADNc” o “ADN complementario” se refiere generalmente a una molécula de ADN monocatenario con una secuencia de nucleótidos que es complementaria a una molécula de ARN no procesado que contiene un intrón, o un ARNm procesado que carece de intrones. El ADNc se forma mediante la acción de la enzima transcriptasa inversa sobre un molde de ARN. "Plant cell" as used herein includes plant cells in the plant and plant cells and protoplasts in culture. "CDNA" or "complementary DNA" generally refers to a single stranded DNA molecule with a nucleotide sequence that is complementary to an unprocessed RNA molecule that contains an intron, or a processed mRNA that lacks introns. The cDNA is formed by the action of the enzyme reverse transcriptase on an RNA template.

“Tabaco” tal como se usa en el presente documento incluye curado en chimenea, Virginia, Burley, oscuro, oriental y otros tipos de planta dentro del género Nicotiana. La semilla del género Nicotiana está fácilmente disponible comercialmente en forma de Nicotiana tabacum. "Tobacco" as used herein includes curing in chimney, Virginia, Burley, dark, oriental and other types of plants within the Nicotiana genus. The seed of the genus Nicotiana is readily available commercially in the form of Nicotiana tabacum.

“Artículos de fabricación” o “productos de tabaco” incluyen productos tales como rapé seco y húmedo, tabacos de mascar, cigarrillos, puros, puros delgados, tabacos de pipa, bidis y productos derivados de tabaco similares. "Articles of manufacture" or "tobacco products" include products such as dry and wet snuff, chewing tobacco, cigarettes, cigars, thin cigars, pipe tobacco, bidis and similar tobacco products.

Por “silenciamiento génico” quiere decirse una disminución en el nivel de expresión génica (por ejemplo, la expresión de un gen que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco) en al menos el 30-50%, preferiblemente en al menos el 50-80% y más preferiblemente en al menos el 80-95% o superior con respecto al nivel en una planta control (por ejemplo, una planta de tabaco de tipo natural). La reducción de tales niveles de expresión puede lograrse empleando métodos convencionales que se conocen en la técnica incluyendo, sin limitación, interferencia por ARN, interferencia por triple hebra, ribozimas, recombinación homóloga, silenciamiento génico inducido por virus, tecnologías antisentido y de cosupresión, expresión de un producto génico dominante negativo o a través de la generación de genes mutados usando técnicas de mutagénesis convencionales, tales como las descritas en el presente documento. Los niveles de un transcrito o polipéptido de nicotina de desmetilasa de tabaco, o ambos, se monitorizan según cualquier técnica convencional incluyendo, pero sin limitarse a, transferencia de tipo Northern, protección de ARNasa o inmunotransferencia. By "gene silencing" is meant a decrease in the level of gene expression (eg, the expression of a gene encoding a tobacco nicotine demethylase) by at least 30-50%, preferably at least 50-80 % and more preferably at least 80-95% or higher with respect to the level in a control plant (for example, a natural-type tobacco plant). The reduction of such expression levels can be achieved using conventional methods known in the art including, without limitation, RNA interference, triple-strand interference, ribozymes, homologous recombination, virus-induced gene silencing, antisense and cosuppression technologies, expression of a dominant negative gene product or through the generation of mutated genes using conventional mutagenesis techniques, such as those described herein. The levels of a tobacco demethylase nicotine transcript or polypeptide, or both, are monitored according to any conventional technique including, but not limited to, Northern blotting, RNAse protection or immunoblotting.

Por una “nicotina desmetilasa de tabaco” o “nicotina desmetilasa” tal como se usa en el presente documento, quiere decirse un polipéptido que es sustancialmente idéntico a la secuencia de SEQ ID NO:2. Deseablemente, una nicotina desmetilasa de tabaco puede convertir la nicotina (C10H14N2, también denominada 3-(1-metil-2pirrolidinil)piridina) en nornicotina (C9H12N2). La actividad de una nicotina desmetilasa de tabaco puede someterse a ensayo usando métodos convencionales en la técnica, tal como midiendo la desmetilación de nicotina radioactiva mediante microsomas expresados en levadura, tal como se describe en el presente documento. By a "tobacco nicotine demethylase" or "nicotine demethylase" as used herein, it is meant a polypeptide that is substantially identical to the sequence of SEQ ID NO: 2. Desirably, a tobacco nicotine demethylase can convert nicotine (C10H14N2, also called 3- (1-methyl-2-pyrrolidinyl) pyridine) into nornicotine (C9H12N2). The activity of a tobacco nicotine demethylase can be tested using conventional methods in the art, such as measuring the demethylation of radioactive nicotine by microsomes expressed in yeast, as described herein.

Por un “fragmento” o “parte” de una secuencia de aminoácidos de nicotina desmetilasa de tabaco quiere decirse al menos por ejemplo, 20, 15, 30, 50, 75, 100, 250, 300, 400 ó 500 aminoácidos contiguos de la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. Fragmentos deseables a modo de ejemplo son los aminoácidos 1-313 de la secuencia de SEQ ID NO:2 y los aminoácidos 314-517 de la secuencia de SEQ ID NO:2. Además, con respecto a un fragmento o parte de una secuencia de ácido nucleico de nicotina desmetilasa de tabaco, los fragmentos deseables incluyen al menos 100, 250, 500, 750, 1000 ó 1500 ácidos nucleicos contiguos de la secuencia de ácido nucleico de SEQ ID NO:1. Fragmentos deseables a modo de ejemplo son los ácidos nucleicos 1-2009, 2010-2949, 2950-3946, 3947-4562, 4563-6347 y 4731-6347 de la secuencia de SEQ ID NO:1. Otros fragmentos deseables incluyen los ácidos nucleicos 1-100, 101-250, 251-500, 501-750 y 751-998 de SEQ ID NO:5, los ácidos nucleicos 1398, 1-1400, 1401-2009, 1840-2009, 1940-2009, 399-1240 y 1241-2009 de SEQ ID NO:6, y los ácidos nucleicos 1100, 101-250, 251-500, 501-750, 751-1000, 1001-1250, 1251-1500 y 1501-1786 de SEQ ID NO:7. By a "fragment" or "part" of an amino acid sequence of tobacco nicotine demethylase means at least 20, 15, 30, 50, 75, 100, 250, 300, 400 or 500 contiguous amino acids of the sequence of amino acids of SEQ ID NO: 2. Exemplary desirable fragments are amino acids 1-313 of the sequence of SEQ ID NO: 2 and amino acids 314-517 of the sequence of SEQ ID NO: 2. In addition, with respect to a fragment or part of a tobacco nicotine demethylase nucleic acid sequence, desirable fragments include at least 100, 250, 500, 750, 1000 or 1500 contiguous nucleic acids of the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 1. Exemplary desirable fragments are nucleic acids 1-2009, 2010-2949, 2950-3946, 3947-4562, 4563-6347 and 4731-6347 of the sequence of SEQ ID NO: 1. Other desirable fragments include nucleic acids 1-100, 101-250, 251-500, 501-750 and 751-998 of SEQ ID NO: 5, nucleic acids 1398, 1-1400, 1401-2009, 1840-2009, 1940-2009, 399-1240 and 1241-2009 of SEQ ID NO: 6, and nucleic acids 1100, 101-250, 251-500, 501-750, 751-1000, 1001-1250, 1251-1500 and 1501- 1786 of SEQ ID NO: 7.

Por un “polipéptido sustancialmente puro” quiere decirse una nicotina desmetilasa de tabaco que se ha separado de la mayoría de los componentes que la acompañan de manera natural; sin embargo, otras proteínas encontradas en la fracción microsomal asociadas con una preparación que tiene una actividad nicotina desmetilasa de al menos 8,3 pKat/mg de proteína, 9 pKat/mg de proteína, 9,5 pKat/mg de proteína, 10 pKat/mg de proteína, 10,5 pKat/mg o 10,8 5 pKat/mg de proteína también se considera que son un polipéptido sustancialmente puro. Normalmente, el polipéptido es sustancialmente puro cuando está libre al menos al 60% en peso de las proteínas y moléculas orgánicas que se producen de manera natural con las que está asociado de manera natural. Preferiblemente, la preparación es al menos el 75%, más preferiblemente al menos el 90% y lo más preferiblemente al menos el 99%, en peso, una nicotina desmetilasa de tabaco. Puede obtenerse una nicotina desmetilasa de tabaco sustancialmente By a "substantially pure polypeptide" is meant a tobacco nicotine demethylase that has been separated from most of the naturally occurring components; however, other proteins found in the microsomal fraction associated with a preparation having a nicotine demethylase activity of at least 8.3 pKat / mg protein, 9 pKat / mg protein, 9.5 pKat / mg protein, 10 pKat / mg protein, 10.5 pKat / mg or 10.8 5 pKat / mg protein is also considered to be a substantially pure polypeptide. Typically, the polypeptide is substantially pure when at least 60% by weight of the naturally occurring proteins and organic molecules with which it is naturally associated is free. Preferably, the preparation is at least 75%, more preferably at least 90% and most preferably at least 99%, by weight, a tobacco nicotine demethylase. A tobacco nicotine demethylase can be obtained substantially

10 pura, por ejemplo, mediante extracción a partir de una fuente natural (por ejemplo, una célula vegetal de tabaco); mediante expresión de un ácido nucleico recombinante que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco; o mediante síntesis química de la proteína. La pureza puede medirse mediante cualquier método apropiado, por ejemplo, cromatografía en columna, electroforesis en gel de poliacrilamida o mediante análisis de HPLC. 10 pure, for example, by extraction from a natural source (for example, a tobacco plant cell); by expression of a recombinant nucleic acid encoding a tobacco nicotine demethylase; or by chemical synthesis of the protein. Purity can be measured by any appropriate method, for example, column chromatography, polyacrylamide gel electrophoresis or by HPLC analysis.

Por “molécula de ácido nucleico aislada” quiere decirse una secuencia de ácido nucleico libre de las secuencias de By "isolated nucleic acid molecule" is meant a free nucleic acid sequence of the sequences of

15 ácido nucleico que flanquean de manera natural la secuencia de la molécula de ácido nucleico en el genoma de un organismo. 15 nucleic acid that naturally flanks the sequence of the nucleic acid molecule in the genome of an organism.

Por “célula transformada” quiere decirse una célula dentro de la que (o dentro de un ancestro de la que) se ha introducido, por medio de técnicas de ADN recombinante, una molécula de ADN, por ejemplo, una molécula de ADN que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco. By "transformed cell" is meant a cell into which (or within an ancestor from which) a DNA molecule has been introduced, by means of recombinant DNA techniques, for example, a DNA molecule that encodes for a tobacco nicotine demethylase.

20 Tal como se proporciona en el presente documento, los términos “citocromo p450” y “p450” se usan de manera intercambiable. 20 As provided herein, the terms "cytochrome p450" and "p450" are used interchangeably.

Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings

La figura 1 es un diagrama esquemático de la estructura genómica del gen de nicotina desmetilasa de tabaco. Figure 1 is a schematic diagram of the genomic structure of the tobacco nicotine demethylase gene.

Las figuras 2-1 a 2-3 son la secuencia de ácido nucleico genómica de la nicotina desmetilasa de tabaco (SEQ ID 25 NO:1) y su producto de traducción (SEQ ID NO:2). Figures 2-1 to 2-3 are the genomic nucleic acid sequence of tobacco nicotine demethylase (SEQ ID 25 NO: 1) and its translation product (SEQ ID NO: 2).

La figura 3 es la secuencia de ácido nucleico de la región codificante de la nicotina desmetilasa de tabaco (SEQ ID NO:3) (también denominada D121-AA8) y su producto de traducción (SEQ ID NO:4). Figure 3 is the nucleic acid sequence of the tobacco nicotine demethylase coding region (SEQ ID NO: 3) (also called D121-AA8) and its translation product (SEQ ID NO: 4).

La figura 4 es la secuencia de ácido nucleico de un intrón (SEQ ID NO:5) presente en la secuencia genómica de la nicotina desmetilasa de tabaco. Figure 4 is the nucleic acid sequence of an intron (SEQ ID NO: 5) present in the genomic sequence of tobacco nicotine demethylase.

30 La figura 5 es la secuencia de ácido nucleico de la región promotora de la nicotina desmetilasa de tabaco (SEQ ID NO:6). Figure 5 is the nucleic acid sequence of the tobacco nicotine demethylase promoter region (SEQ ID NO: 6).

La figura 6 es la secuencia de ácido nucleico de la UTR en 3’ del gen de nicotina desmetilasa de tabaco (SEQ ID NO:7). Figure 6 is the 3 ’nucleic acid sequence of the tobacco nicotine demethylase gene (SEQ ID NO: 7).

Descripción detallada Detailed description

35 Identificación de un clon genómico que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco 35 Identification of a genomic clone encoding a tobacco nicotine demethylase

Según la presente invención, el ARN se extrajo de tejido de Nicotiana de líneas de Nicotiana convertidoras y no convertidoras. El ARN extraído se usó entonces para crear ADNc. Las secuencias de ácido nucleico de la presente invención se generaron entonces usando dos estrategias. According to the present invention, the RNA was extracted from Nicotiana tissue of converting and non-converting Nicotiana lines. The extracted RNA was then used to create cDNA. The nucleic acid sequences of the present invention were then generated using two strategies.

En la primera estrategia, el ARN enriquecido en poli A se extrajo de tejido vegetal y se preparó ADNc mediante PCR In the first strategy, RNA enriched in poly A was extracted from plant tissue and cDNA was prepared by PCR

40 con transcripción inversa. Entonces, el ADNc monocatenario se usó para crear poblaciones de PCR específicas de p450 usando cebadores degenerados más un cebador inverso de oligo d(T). El diseño de cebadores fue basándose en los motivos altamente conservados de secuencias génicas de citocromo p450 de otras plantas. Se exponen ejemplos de cebadores degenerados específicos en la figura 1 de las publicaciones de solicitud de patente US 2004/0103449 A1 y US 2004/0111759 A1. Se analizó adicionalmente la secuencia de fragmentos de plásmidos que 40 with reverse transcription. Then, the single stranded cDNA was used to create specific PCR populations of p450 using degenerated primers plus an inverse oligo d (T) primer. The primer design was based on the highly conserved motifs of cytochrome p450 gene sequences from other plants. Examples of specific degenerate primers are set forth in Figure 1 of patent application publications US 2004/0103449 A1 and US 2004/0111759 A1. The sequence of plasmid fragments which

45 contenían insertos de tamaño apropiado. Estos insertos de tamaño normalmente oscilan entre aproximadamente 300 y aproximadamente 800 nucleótidos dependiendo de qué cebadores se usaron. 45 contained inserts of appropriate size. These size inserts typically range from about 300 to about 800 nucleotides depending on which primers were used.

En una segunda estrategia, se construyó inicialmente una biblioteca de ADNc. El ADNc en los plásmidos se usó para crear poblaciones de PCR específicas de p450 usando cebadores degenerados más un cebador de T7 en el plásmido como cebador inverso. Como en la primera estrategia, se analizó adicionalmente la secuencia de fragmentos de los plásmidos que contenían insertos de tamaño apropiado. In a second strategy, a cDNA library was initially constructed. The cDNA in the plasmids was used to create specific PCR populations of p450 using degenerate primers plus a T7 primer in the plasmid as a reverse primer. As in the first strategy, the sequence of plasmid fragments containing inserts of appropriate size was further analyzed.

Pueden usarse como materiales de partida líneas de plantas de Nicotiana que se sabe que producen altos niveles de nornicotina (convertidoras) y líneas vegetales que tienen bajos niveles de nornicotina. Entonces, pueden quitarse las hojas de las plantas y tratarse con etileno para activar las actividades enzimáticas de p450 definidas en el presente documento. El ARN total se extrae usando técnicas conocidas en la técnica. Entonces, pueden generarse fragmentos de ADNc usando PCR (RT-PCR) con el cebador de oligo d(T). Entonces, puede construirse la biblioteca de ADNc tal como se describe más completamente en los ejemplos en el presente documento. Starting lines of Nicotiana plants that are known to produce high levels of nornicotine (converters) and plant lines that have low levels of nornicotine can be used as starting materials. Then, the leaves of the plants can be removed and treated with ethylene to activate the enzymatic activities of p450 defined herein. Total RNA is extracted using techniques known in the art. Then, cDNA fragments can be generated using PCR (RT-PCR) with the oligo d (T) primer. Then, the cDNA library can be constructed as described more fully in the examples herein.

La región conservada de las enzimas de tipo p450 se usó como molde para cebadores degenerados. Usando cebadores degenerados, se amplificaron bandas específicas de p450 mediante PCR. Se identificaron bandas indicativas para enzimas similares a p450 mediante secuenciación de ADN. Los fragmentos de PCR se caracterizaron usando búsqueda BLAST, alineación u otras herramientas para identificar candidatos apropiados. The conserved region of p450 type enzymes was used as a template for degenerate primers. Using degenerate primers, specific bands of p450 were amplified by PCR. Indicative bands were identified for enzymes similar to p450 by DNA sequencing. PCR fragments were characterized using BLAST search, alignment or other tools to identify appropriate candidates.

Se usó información de secuencia a partir de fragmentos identificados para desarrollar los cebadores de PCR. Estos cebadores, en combinación con cebadores de plásmido en la biblioteca de ADNc, se usaron para clonar genes de p450 de longitud completa. Se realizó análisis inverso de tipo Southern a gran escala para examinar la expresión diferencial de todos los clones de fragmentos obtenidos y en algunos casos clones de longitud completa. En este aspecto de la invención, estos ensayos de tipo Southern inversos a gran escala pueden realizarse usando ADNc totales marcados de diferentes tejidos como sonda para hibridar con fragmentos de ADN clonados con el fin de seleccionar todos los insertos clonados. También se usaron ensayos de transferencia de tipo Northern no radioactivos y radioactivos (P32) para caracterizar los fragmentos de p450 clonados y clones de longitud completa. Sequence information from identified fragments was used to develop the PCR primers. These primers, in combination with plasmid primers in the cDNA library, were used to clone full-length p450 genes. Large-scale inverse Southern type analysis was performed to examine the differential expression of all clones of fragments obtained and in some cases full-length clones. In this aspect of the invention, these large-scale inverse Southern-type assays can be performed using labeled total cDNAs from different tissues as a probe to hybridize with cloned DNA fragments in order to select all cloned inserts. Non-radioactive and radioactive Northern blotting assays (P32) were also used to characterize the cloned p450 fragments and full length clones.

Se prepararon anticuerpos específicos de péptidos derivando su secuencia de aminoácidos y seleccionando regiones peptídicas que eran antigénicas y únicas con respecto a otros clones. Se prepararon anticuerpos de conejo frente a péptidos sintéticos conjugados con una proteína portadora. Se realizaron análisis de inmunotransferencia de tipo Western u otros métodos inmunológicos sobre tejido vegetal usando estos anticuerpos. Además, se prepararon anticuerpos específicos de péptidos para varios clones de longitud completa derivando su secuencia de aminoácidos y seleccionando regiones peptídicas que eran potencialmente antigénicas y eran únicas con respecto a otros clones. Se prepararon anticuerpos de conejo frente a péptidos sintéticos conjugados con una proteína portadora. Se realizaron análisis de inmunotransferencia de tipo Western usando estos anticuerpos. Peptide specific antibodies were prepared by deriving their amino acid sequence and selecting peptide regions that were antigenic and unique with respect to other clones. Rabbit antibodies against synthetic peptides conjugated to a carrier protein were prepared. Western blot analysis or other immunological methods were performed on plant tissue using these antibodies. In addition, peptide specific antibodies were prepared for several full length clones by deriving their amino acid sequence and selecting peptide regions that were potentially antigenic and were unique with respect to other clones. Rabbit antibodies against synthetic peptides conjugated to a carrier protein were prepared. Western blot analysis was performed using these antibodies.

Regulación por disminución de la nicotina desmetilasa de tabaco Regulation for decreased nicotine demethylase tobacco

Se generan plantas que tienen una disminución de la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco según métodos de silenciamiento génico convencionales. (Para revisiones, véase Arndt y Rank, Genome 40:785-797, 1997; Turner y Schuch, Journal of Chemical Technology and Biotechnology 75:869-882, 2000; y Klink y Wolniak, Journal of Plant Growth Regulation 19(4):371-384, 2000.) En particular, el promotor del gen de nicotina desmetilasa de tabaco (por ejemplo, SEQ ID NO:6), el gen estructural (SEQ ID NO:3), el intrón (SEQ ID NO:5) o la UTR en 3’ (SEQ ID NO:7) o el clon genómico entero (SEQ ID NO:1) pueden usarse para alterar fenotipos del tabaco o metabolitos del tabaco, por ejemplo, nornicotina en cualquier especie de Nicotiana. La disminución de la expresión de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco puede conseguirse usando, por ejemplo, interferencia por ARN (ARNi) (Smith et al., Nature 407:319-320, 2000; Fire et al., Nature 391:306-311, 1998; Waterhouse et al., PNAS 95:1395913964, 1998; Stalberg et al., Plant Molecular Biology 23:671-683, 1993; Brignetti et al., EMBO J. 17:6739-6746, 1998; Allen et al., Nature Biotechnology 22: 1559-1566, 2004); silenciamiento génico inducido por virus (“VIGS”) (Baulcombe, Current Opinions in Plant Biology, 2:109-113, 1999; Cogoni y Macino, Genes Dev 10: 638-643, 2000; Ngelbrecht et al., PNAS 91: 10502-10506, 1994); silenciamiento del gen diana transfiriendo un gen endógeno vegetal en la orientación sentido (Jorgensen et al., Plant Mol Biol 31: 957-973, 1996); expresión de gen antisentido; recombinación homóloga (Ohl et al., Homologous Recombination and Gene Silencing in Plants (Kluwer, Dordrecht, Países Bajos, 1994); sistemas Cre/lox (Qin et al., PNAS 91: 1706-1710,1994; Koshinsky et al., The Plant Journal 23: 715-722, 2000; Chou, et al., Plant and Animal Genome VII Conference Abstracts. San Diego, CA, 17-21 de enero de 1999); atrapamiento génico y etiquetado de ADN-T (Burns et al., Genes Dev. 8: 1087-1105, 1994; Spradling, et al., PNAS 92:10824-10830, 1995; Skarnes et al., Bio/ Technology 8, 827-831, 1990; Sundaresan, et al., Genes Dev. 9: 1797-1810, 1995); y cualquiera de los otros sistemas de silenciamiento génico posibles que están disponibles en las áreas de la ciencia que dan como resultado la regulación por disminución de la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco o una reducción en su actividad enzimática. Se describen en más detalle a continuación métodos a modo de ejemplo. Plants are generated that have a decreased expression of a tobacco nicotine demethylase according to conventional gene silencing methods. (For reviews, see Arndt and Rank, Genome 40: 785-797, 1997; Turner and Schuch, Journal of Chemical Technology and Biotechnology 75: 869-882, 2000; and Klink and Wolniak, Journal of Plant Growth Regulation 19 (4) : 371-384, 2000.) In particular, the tobacco nicotine demethylase gene promoter (for example, SEQ ID NO: 6), the structural gene (SEQ ID NO: 3), the intron (SEQ ID NO: 5 ) or the 3 'UTR (SEQ ID NO: 7) or the entire genomic clone (SEQ ID NO: 1) can be used to alter tobacco phenotypes or tobacco metabolites, for example, nornicotine in any Nicotiana species. Decreased expression of a tobacco nicotine demethylase gene can be achieved using, for example, RNA interference (RNAi) (Smith et al., Nature 407: 319-320, 2000; Fire et al., Nature 391: 306 -311, 1998; Waterhouse et al., PNAS 95: 1395913964, 1998; Stalberg et al., Plant Molecular Biology 23: 671-683, 1993; Brignetti et al., EMBO J. 17: 6739-6746, 1998; Allen et al., Nature Biotechnology 22: 1559-1566, 2004); Virus-induced gene silencing ("VIGS") (Baulcombe, Current Opinions in Plant Biology, 2: 109-113, 1999; Cogoni and Macino, Genes Dev 10: 638-643, 2000; Ngelbrecht et al., PNAS 91: 10502 -10506, 1994); silencing of the target gene by transferring an endogenous plant gene in the sense orientation (Jorgensen et al., Plant Mol Biol 31: 957-973, 1996); antisense gene expression; homologous recombination (Ohl et al., Homologous Recombination and Gene Silencing in Plants (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1994); Cre / lox systems (Qin et al., PNAS 91: 1706-1710, 1994; Koshinsky et al., The Plant Journal 23: 715-722, 2000; Chou, et al., Plant and Animal Genome VII Conference Abstracts. San Diego, CA, January 17-21, 1999); gene entrapment and T-DNA labeling (Burns et al., Genes Dev. 8: 1087-1105, 1994; Spradling, et al., PNAS 92: 10824-10830, 1995; Skarnes et al., Bio / Technology 8, 827-831, 1990; Sundaresan, et al. , Genes Dev. 9: 1797-1810, 1995); and any of the other possible gene silencing systems that are available in the areas of science that result in regulation by decreased expression of a tobacco nicotine demethylase or a reduction in its enzymatic activity. Example methods are described in more detail below.

Interferencia por ARN RNA interference

La interferencia por ARN (“ARNi”) es un proceso generalmente aplicable para inducir silenciamiento génico postraduccional potente y específico en muchos organismos incluyendo plantas (véase, por ejemplo, Bosher et al., Nat. Cell Biol. 2:E31-36, 2000; y Tavernarakis et al., Nat. Genetics 24:180-183, 2000). La ARNi implica la introducción de ARN con carácter parcial o completamente bicatenario en la célula o en el entorno extracelular. La inhibición es específica porque se elige una secuencia de nucleótidos de una parte del gen diana (por ejemplo, una nicotina desmetilasa de tabaco) para producir ARN inhibidor. La parte elegida abarca generalmente exones del gen diana, pero la parte elegida también puede incluir regiones no traducidas (UTR), así como intrones (por ejemplo, las secuencias de SEQ ID NO:5 ó 7). RNA interference ("RNAi") is a generally applicable process for inducing potent and specific posttranslational gene silencing in many organisms including plants (see, for example, Bosher et al., Nat. Cell Biol. 2: E31-36, 2000 ; and Tavernarakis et al., Nat. Genetics 24: 180-183, 2000). RNAi involves the introduction of RNA partially or completely double-stranded in the cell or in the extracellular environment. The inhibition is specific because a nucleotide sequence of a part of the target gene (for example, a tobacco nicotine demethylase) is chosen to produce inhibitory RNA. The chosen part generally encompasses exons of the target gene, but the chosen part may also include untranslated regions (UTR), as well as introns (for example, the sequences of SEQ ID NO: 5 or 7).

Por ejemplo, para construir vectores de transformación que producen ARN que pueden formar dúplex, dos secuencias de ácido nucleico de la nicotina desmetilasa de tabaco, una en la orientación sentido y la otra en la antisentido, pueden estar operativamente unidas, y colocadas bajo el control de un promotor viral fuerte, tal como CaMV 35S o el promotor aislado del virus de la raya parda de Cassava (CBSV). Sin embargo, el uso del promotor endógeno, tal como el promotor de la nicotina desmetilasa de tabaco que tiene la secuencia de SEQ ID NO:6, o un fragmento de la misma que dirige la transcripción, también puede ser deseable. La longitud de las secuencias de ácido nucleico de la nicotina desmetilasa de tabaco incluidas en un constructo de este tipo es deseablemente de al menos 25 nucleótidos, pero puede abarcar una secuencia que incluye hasta el gen de nicotina desmetilasa de tabaco de longitud completa. For example, to construct transformation vectors that produce RNA that can form duplex, two nucleic acid sequences of tobacco nicotine demethylase, one in the sense orientation and the other in the antisense, can be operably linked, and placed under control. of a strong viral promoter, such as CaMV 35S or the isolated promoter of Cassava brown ray virus (CBSV). However, the use of the endogenous promoter, such as the tobacco nicotine demethylase promoter having the sequence of SEQ ID NO: 6, or a fragment thereof that directs transcription, may also be desirable. The length of the tobacco nicotine demethylase nucleic acid sequences included in such a construct is desirably at least 25 nucleotides, but may encompass a sequence that includes up to the full-length tobacco nicotine demethylase gene.

Pueden introducirse constructos que producen ARN que pueden formar dúplex en el genóma de una planta, tal como una planta de tabaco, mediante transformación mediada por Agrobacterium (Chuang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:4985-4990, 2000), produciendo interferencia genética heredable y específica en una nicotina desmetilasa de tabaco. El ARN bicatenario también puede introducirse directamente en la célula (es decir, intracelularmente) o introducirse extracelularmente, por ejemplo, bañando una semilla, plántula o planta en una disolución que contiene el ARN bicatenario. Constructs that produce RNA that can form duplex can be introduced into the genome of a plant, such as a tobacco plant, by Agrobacterium-mediated transformation (Chuang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 4985-4990, 2000), producing inheritable and specific genetic interference in a tobacco nicotine demethylase. Double stranded RNA can also be introduced directly into the cell (i.e. intracellularly) or introduced extracellularly, for example, by bathing a seed, seedling or plant in a solution containing the double stranded RNA.

Dependiendo de la dosis de material de ARN bicatenario suministrada, la ARNi puede proporcionar pérdida parcial o completa de la función del gen diana. Puede obtenerse una reducción o pérdida de la expresión génica en al menos el 99% de las células seleccionadas como diana. En general, dosis inferiores de material inyectado y tiempos más largos tras la administración de ARNbc dan como resultado la inhibición en una fracción más pequeña de células. Depending on the dose of double stranded RNA material supplied, RNAi can provide partial or complete loss of the function of the target gene. A reduction or loss of gene expression can be obtained in at least 99% of the selected target cells. In general, lower doses of injected material and longer times after administration of cRNA result in inhibition in a smaller fraction of cells.

El ARN usado en la ARNi puede comprender una o más hebras de ribonucleótido polimerizado; puede incluir modificaciones en o bien la estructura principal de fosfato-azúcar o bien el nucleósido. La estructura bicatenaria puede estar formada por una única hebra de ARN autocomplementaria o por dos hebras de ARN complementarias y puede iniciarse la formación de dúplex de ARN o bien dentro o bien fuera de la célula. El ARN puede introducirse en una cantidad que permite el suministro de al menos una copia por célula. Sin embargo, dosis superiores (por ejemplo, al menos 5, 10, 100, 500 ó 1000 copias por célula) de material bicatenario pueden proporcionar una inhibición más eficaz. La inhibición es específica de secuencia porque las secuencias de nucleótidos correspondientes a la región de dúplex del ARN se seleccionan como diana para la inhibición genética. Se prefiere para la inhibición el ARN que contiene una secuencia de nucleótido idéntica a una parte del gen diana. También pueden ser eficaces para la inhibición secuencias de ARN con inserciones, deleciones y mutaciones puntuales individuales con respecto a la secuencia diana. Por tanto, puede optimizarse la identidad de secuencia mediante algoritmos de alineación conocidos en la técnica y calculando el porcentaje de diferencias entre las secuencias de nucleótidos. Alternativamente, puede definirse funcionalmente la región de dúplex del ARN como una secuencia de nucleótidos que puede hibridar con una parte del transcrito del gen diana. The RNA used in the RNAi may comprise one or more strands of polymerized ribonucleotide; it can include modifications in either the main phosphate-sugar structure or the nucleoside. The double-stranded structure can be formed by a single strand of self-complementary RNA or by two strands of complementary RNA and the duplex formation of RNA can be initiated either inside or outside the cell. The RNA can be introduced in an amount that allows the supply of at least one copy per cell. However, higher doses (for example, at least 5, 10, 100, 500 or 1000 copies per cell) of double stranded material may provide a more effective inhibition. The inhibition is sequence specific because the nucleotide sequences corresponding to the duplex region of the RNA are selected as a target for genetic inhibition. RNA containing a nucleotide sequence identical to a part of the target gene is preferred for inhibition. RNA sequences with individual insertions, deletions and point mutations with respect to the target sequence may also be effective for inhibition. Therefore, sequence identity can be optimized by alignment algorithms known in the art and by calculating the percentage of differences between nucleotide sequences. Alternatively, the RNA duplex region can be functionally defined as a nucleotide sequence that can hybridize with a portion of the target gene transcript.

Además, el ARN usado para la ARNi puede sintetizarse o bien in vivo o bien in vitro. Por ejemplo, la ARN polimerasa endógena en la célula puede mediar la transcripción in vivo, o la ARN polimerasa clonada puede usarse para la transcripción in vivo o in vitro. Para la transcripción a partir de un transgén in vivo o un constructo de expresión, puede usarse una región reguladora para transcribir la hebra de ARN (o hebras). In addition, the RNA used for RNAi can be synthesized either in vivo or in vitro. For example, endogenous RNA polymerase in the cell can mediate transcription in vivo, or cloned RNA polymerase can be used for transcription in vivo or in vitro. For transcription from an in vivo transgene or an expression construct, a regulatory region can be used to transcribe the strand of RNA (or strands).

Interferencia por triple hebra Triple strand interference

La expresión génica de la nicotina desmetilasa de tabaco endógena también puede regularse por disminución seleccionando como diana secuencias de desoxirribonucleótidos complementarias a la región reguladora de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco (por ejemplo, regiones potenciadoras o promotoras) para formar estructuras de triple hélice que impiden la transcripción del gen de nicotina desmetilasa de tabaco en células diana. (Véase en general, Helene, Anticancer Drug Des. 6:569-584, 1991; Helene et al., Ann. N.Y. Acad. Sci. 660:27-36, 1992; y Maher, Bioassays 14:807-815, 1992.) The gene expression of endogenous tobacco nicotine demethylase can also be regulated by decrease by selecting target deoxyribonucleotide sequences complementary to the regulatory region of a tobacco nicotine demethylase gene (e.g., enhancer or promoter regions) to form triple helix structures that they prevent the transcription of the tobacco nicotine demethylase gene into target cells. (See generally, Helene, Anticancer Drug Des. 6: 569-584, 1991; Helene et al., Ann. NY Acad. Sci. 660: 27-36, 1992; and Maher, Bioassays 14: 807-815, 1992 .)

Las moléculas de ácido nucleico usadas en la formación de triple hélice para la inhibición de la transcripción son preferiblemente monocatenarias y se componen de desoxirribonucleótidos. La composición de bases de estos oligonucleótidos debe promover la formación de triple hélice mediante las reglas de apareamiento de bases de Hoogsteen, que generalmente requieren que estén presentes tramos considerables de o bien purinas o bien pirimidinas en una hebra de un dúplex. Las secuencias de nucleótidos pueden ser a base de pirimidinas, lo que dará como resultado tripletes TAT y CGC a través de las tres hebras asociadas de la triple hélice resultante. Las moléculas ricas en pirimidina proporcionan complementariedad de bases con una región rica en purinas de una hebra individual del dúplex en una orientación en paralelo a esa hebra. Además, pueden elegirse moléculas de ácido nucleico que son ricas en purinas, por ejemplo, que contienen un tramo de residuos de G. Estas moléculas formarán una triple hélice con un dúplex de ADN que es rico en pares GC, en el que la mayoría de los residuos de purina están ubicados en una hebra individual del dúplex seleccionado como diana, dando como resultado tripletes CGC a través de las tres hebras en el tríplex. The nucleic acid molecules used in the triple helix formation for transcription inhibition are preferably single stranded and are composed of deoxyribonucleotides. The base composition of these oligonucleotides should promote triple helix formation by means of Hoogsteen base pairing rules, which generally require that considerable sections of either purines or pyrimidines be present in a strand of a duplex. The nucleotide sequences can be based on pyrimidines, which will result in TAT and CGC triplets through the three associated strands of the resulting triple helix. Pyrimidine-rich molecules provide base complementarity with a purine-rich region of an individual strand of the duplex in an orientation parallel to that strand. In addition, nucleic acid molecules that are rich in purines can be chosen, for example, that contain a stretch of G residues. These molecules will form a triple helix with a DNA duplex that is rich in GC pairs, in which the majority of Purine residues are located in an individual strand of the selected duplex as a target, resulting in CGC triplets across the three strands in the triplex.

Alternativamente, las posibles secuencias que pueden seleccionarse como diana para la formación de la triple hélice pueden aumentarse creando una molécula de ácido nucleico “de cambio de sentido”. Las moléculas de cambio de sentido se sintetizan de una manera 5’-3’, 3’-5’ alternante, de manera que aparean sus bases con en primer lugar una hebra de un dúplex y luego con la otra, eliminando la necesidad de que esté presente un tramo considerable de Alternatively, the possible sequences that can be selected as the target for triple helix formation can be augmented by creating a "sense-changing" nucleic acid molecule. The sense change molecules are synthesized in an alternating 5'-3 ', 3'-5' manner, so that their bases appear first with a strand of one duplex and then with the other, eliminating the need for a considerable section of

o bien purinas o bien pirimidinas en una hebra de un dúplex. either purines or pyrimidines in a strand of a duplex.

Ribozimas Ribozymes

Las ribozimas son moléculas de ARN que actúan como enzimas y pueden diseñarse mediante ingeniería genética para escindir otras moléculas de ARN. Una ribozima puede diseñarse para aparearse específicamente con prácticamente cualquier ARN diana y escindir la estructura principal de fosfodiéster en una ubicación específica, inactivando funcionalmente de ese modo el ARN diana. La propia ribozima no se consume en este proceso y puede actuar catalíticamente para escindir copias múltiples de moléculas diana de ARNm. Por consiguiente, las ribozimas también pueden usarse como medios para regular por disminución la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco. El diseño y uso de ribozimas específicas de ARN diana se describe en Haseloff et al. (Nature 334:585-591, 1988). Preferiblemente, la ribozima incluye al menos aproximadamente 20 nucleótidos continuos complementarios a la secuencia diana (por ejemplo, una nicotina desmetilasa de tabaco) a cada lado del sitio activo de la ribozima. Ribozymes are RNA molecules that act as enzymes and can be engineered to cleave other RNA molecules. A ribozyme can be designed to specifically mate with virtually any target RNA and cleave the phosphodiester backbone at a specific location, thereby functionally inactivating the target RNA. Ribozyme itself is not consumed in this process and can act catalytically to cleave multiple copies of mRNA target molecules. Accordingly, ribozymes can also be used as means to regulate by decreasing the expression of a tobacco nicotine demethylase. The design and use of specific ribozymes of target RNA is described in Haseloff et al. (Nature 334: 585-591, 1988). Preferably, the ribozyme includes at least about 20 continuous nucleotides complementary to the target sequence (eg, a tobacco nicotine demethylase) on each side of the active ribozyme site.

Además, también pueden incluirse secuencias de ribozima dentro de un ARN antisentido para conferir actividad de escisión de ARN al ARN antisentido y, de ese modo, aumentar la eficacia del constructo antisentido. In addition, ribozyme sequences can also be included within an antisense RNA to confer RNA cleavage activity to the antisense RNA and thereby increase the efficacy of the antisense construct.

Recombinación homóloga Homologous Recombination

La tecnología de sustitución génica es otro método deseable para la regulación por disminución de la expresión de un gen dado, por ejemplo, una nicotina desmetilasa de tabaco. La tecnología de sustitución génica está basada en la recombinación homóloga (véase, Schnable et al., Curr. Opinions Plant Biol. 1:123-129, 1998). La secuencia de ácido nucleico de la enzima de interés tal como una nicotina desmetilasa de tabaco puede manipularse mediante mutagénesis (por ejemplo, inserciones, deleciones, duplicaciones o sustituciones) para disminuir la función enzimática. La secuencia alterada puede introducirse entonces en el genoma para sustituir el gen existente, por ejemplo, de tipo natural, mediante recombinación homóloga (Puchta et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:5055-5060, 1996; y Kempin et al., Nature 389: 802-803, 1997). Gene replacement technology is another desirable method for regulating by decreasing the expression of a given gene, for example, a tobacco nicotine demethylase. Gene replacement technology is based on homologous recombination (see, Schnable et al., Curr. Opinions Plant Biol. 1: 123-129, 1998). The nucleic acid sequence of the enzyme of interest such as a tobacco nicotine demethylase can be manipulated by mutagenesis (for example, insertions, deletions, duplications or substitutions) to decrease enzyme function. The altered sequence can then be introduced into the genome to replace the existing gene, for example, wild-type, by homologous recombination (Puchta et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 5055-5060, 1996; and Kempin et al., Nature 389: 802-803, 1997).

Cosupresión Cosuppression

Un método deseable adicional de silenciamiento de la expresión génica es la cosupresión (también denominada supresión sentido). Se ha mostrado que esta técnica, que implica la introducción de un ácido nucleico configurado en la orientación sentido, bloquea eficazmente la transcripción de genes diana (véase, por ejemplo, Napoli et al., Plant Cell, 2:279-289, 1990 y Jorgensen et al., patente estadounidense n.º 5.034.323). An additional desirable method of silencing gene expression is cosuppression (also called sense suppression). It has been shown that this technique, which involves the introduction of a nucleic acid configured in the sense orientation, effectively blocks the transcription of target genes (see, for example, Napoli et al., Plant Cell, 2: 279-289, 1990 and Jorgensen et al., U.S. Patent No. 5,034,323).

Generalmente, la supresión sentido implica la transcripción de la secuencia introducida. Sin embargo, la cosupresión también puede producirse cuando la secuencia introducida no contiene ninguna secuencia codificante per se, sino sólo un intrón (por ejemplo, la secuencia de SEQ ID NO:5) o secuencias no traducidas tales como la secuencia de SEQ ID NO:7 u otras secuencias de este tipo sustancialmente idénticas a secuencias presentes en el transcrito primario del gen endógeno que va a reprimirse. La secuencia introducida generalmente será sustancialmente idéntica al gen endógeno seleccionado como diana para la represión. Tal identidad es normalmente superior a aproximadamente el 50%, pero se prefieren identidades superiores (por ejemplo, del 80% o incluso el 95%) debido a que dan como resultado una represión más eficaz. El efecto de la cosupresión también puede aplicarse a otras proteínas dentro de una familia de genes similar que muestran homología u homología sustancial. Los segmentos de un gen de una planta pueden usarse directamente, por ejemplo, para inhibir la expresión de genes homólogos en diferentes especies vegetales. Generally, sense suppression involves transcription of the introduced sequence. However, cosuppression can also occur when the sequence introduced does not contain any coding sequence per se, but only an intron (for example, the sequence of SEQ ID NO: 5) or untranslated sequences such as the sequence of SEQ ID NO: 7 or other sequences of this type substantially identical to sequences present in the primary transcript of the endogenous gene to be repressed. The sequence introduced will generally be substantially identical to the endogenous gene selected as a target for repression. Such an identity is normally greater than about 50%, but higher identities (for example, 80% or even 95%) are preferred because they result in more effective repression. The effect of cosuppression can also be applied to other proteins within a similar family of genes that show substantial homology or homology. Segments of a plant gene can be used directly, for example, to inhibit the expression of homologous genes in different plant species.

En la supresión sentido, la secuencia introducida, requiere menos que identidad absoluta, no necesita ser de longitud completa, con respecto a o bien el producto de transcripción primario o bien ARNm completamente procesado. Un grado superior de identidad de secuencia en una secuencia de longitud completa más corta compensa una secuencia más larga de identidad inferior. Además, la secuencia introducida no necesita tener el mismo patrón de intrones o exones, y la identidad de segmentos no codificantes puede ser igualmente eficaz. Se prefieren secuencias de al menos 50 pares de bases, prefiriéndose más secuencias introducidas de mayor longitud (véanse, por ejemplo, los métodos descritos por Jorgensen et al., patente estadounidense n.º 5.034.323). In the sense suppression, the sequence introduced, requires less than absolute identity, does not need to be full length, with respect to either the primary transcription product or fully processed mRNA. A higher degree of sequence identity in a shorter full length sequence compensates for a longer sequence of lower identity. In addition, the sequence introduced does not need to have the same pattern of introns or exons, and the identity of non-coding segments can be equally effective. Sequences of at least 50 base pairs are preferred, with more introduced sequences of greater length being preferred (see, for example, the methods described by Jorgensen et al., U.S. Patent No. 5,034,323).

Supresión antisentido Antisense suppression

En la tecnología antisentido, un segmento de ácido nucleico del gen de plantas deseado, tal como el que se encuentra en SEQ ID NOS:1, 3, 5, 6 ó 7, se clona y se une operativamente a una región de control de la expresión de manera que se sintetiza la hebra antisentido del ARN. Entonces, el constructo se transforma en plantas y se produce la hebra antisentido del ARN. En células vegetales, se ha mostrado que el ARN antisentido inhibe la expresión génica. In antisense technology, a nucleic acid segment of the desired plant gene, such as that found in SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 6 or 7, is cloned and operably linked to a control region of the expression so that the antisense strand of the RNA is synthesized. Then, the construct is transformed into plants and the antisense strand of RNA is produced. In plant cells, antisense RNA has been shown to inhibit gene expression.

Generalmente, el segmento de ácido nucleico que va a introducirse en la supresión antisentido es sustancialmente idéntico a al menos una parte del gen o genes endógenos que van a reprimirse, pero no necesita ser idéntico. Las secuencias de ácido nucleico de la nicotina desmetilasa de tabaco dadas a conocer en el presente documento pueden estar incluidas en vectores diseñados de manera que el efecto inhibidor se aplica a otras proteínas dentro de una familia de genes que muestran homología u homología sustancial con el gen diana. Pueden usarse segmentos de un gen de una planta, por ejemplo, directamente para inhibir la expresión de genes homólogos en diferentes variedades de tabaco. Generally, the segment of nucleic acid to be introduced in antisense suppression is substantially identical to at least a part of the endogenous gene or genes to be repressed, but does not need to be identical. The tobacco nicotine demethylase nucleic acid sequences disclosed herein may be included in vectors designed so that the inhibitory effect is applied to other proteins within a family of genes that show substantial homology or homology to the gene. Diana. Segments of a plant gene can be used, for example, directly to inhibit the expression of homologous genes in different tobacco varieties.

La secuencia introducida tampoco necesita ser de longitud completa con respecto a o bien el producto de transcripción primario o bien el ARNm completamente procesado. Generalmente, puede usarse una homología superior para compensar el uso de una secuencia más corta. Además, la secuencia introducida no necesita tener el mismo patrón de intrones o exones, y la homología de segmentos no codificantes será igualmente eficaz. En general, una secuencia antisentido de este tipo tendrá habitualmente al menos 15 pares de bases, preferiblemente de manera aproximada 15-200 pares de bases y más preferiblemente 200-2.000 pares de bases de longitud o superior. La secuencia antisentido puede ser complementaria a todo o una parte del gen que va a suprimirse (por ejemplo, un promotor de nicotina desmetilasa de tabaco (SEQ ID NO:6), exón, intrón (SEQ ID NO:5) o UTR (SEQ ID NO:7) y, tal como aprecian los expertos en la técnica, el sitio o sitios particulares a los que la secuencia antisentido se une así como la longitud de la secuencia antisentido oscilarán, dependiendo del grado de inhibición deseado y la singularidad de la secuencia antisentido. Un constructo transcripcional que expresa una secuencia de nucleótidos antisentido reguladora negativa de plantas incluye, en la dirección de transcripción, un promotor, la secuencia que codifica para el ARN antisentido en la hebra sentido y una región de terminación de la transcripción. Las secuencias antisentido pueden construirse y expresarse tal como se describe, por ejemplo, en van der Krol et al. (Gene 72: 4550, 1988); Rodermel et al. (Cell 55: 673-681, 1988); Mol et al. (FEBS Lett. 268: 427-430, 1990); Weigel y Nilsson (Nature 377: 495-500, 1995); Cheung et al., (Cell 82: 383-393, 1995); y Shewmaker et al. (patente estadounidense n.º 5.107.065). The sequence introduced also does not need to be full length with respect to either the primary transcription product or the fully processed mRNA. Generally, a higher homology can be used to compensate for the use of a shorter sequence. In addition, the sequence introduced does not need to have the same pattern of introns or exons, and the homology of non-coding segments will be equally effective. In general, such an antisense sequence will usually have at least 15 base pairs, preferably approximately 15-200 base pairs and more preferably 200-2,000 base pairs in length or greater. The antisense sequence may be complementary to all or a part of the gene to be deleted (eg, a tobacco nicotine demethylase promoter (SEQ ID NO: 6), exon, intron (SEQ ID NO: 5) or UTR (SEQ ID NO: 7) and, as those skilled in the art appreciate, the particular site or sites to which the antisense sequence binds as well as the length of the antisense sequence will oscillate, depending on the degree of inhibition desired and the uniqueness of the antisense sequence A transcriptional construct that expresses a negative regulatory antisense nucleotide sequence of plants includes, in the transcription direction, a promoter, the sequence encoding the antisense RNA in the sense strand and a region of transcription termination. antisense sequences can be constructed and expressed as described, for example, in van der Krol et al. (Gene 72: 4550, 1988); Rodermel et al. (Cell 55: 673-681, 1988); Mol et al. ( FEBS Lett. 26 8: 427-430, 1990); Weigel and Nilsson (Nature 377: 495-500, 1995); Cheung et al., (Cell 82: 383-393, 1995); and Shewmaker et al. (U.S. Patent No. 5,107,065).

Dominantes negativos Negative dominants

Pueden someterse a ensayo plantas transgénicas que expresan un transgén que codifica para un producto génico dominante negativo de una nicotina desmetilasa de tabaco en entornos artificiales o en el campo para demostrar que el transgén confiere regulación por disminución de una nicotina desmetilasa de tabaco en la planta transgénica. Se construyen transgenes dominante negativos según métodos conocidos en la técnica. Normalmente, un gen dominante negativo codifica para un polipéptido regulador negativo mutante de una nicotina desmetilasa de tabaco que, cuando se sobreexpresa, altera la actividad de la enzima de tipo natural. Transgenic plants expressing a transgene that codes for a dominant negative gene product of a tobacco nicotine demethylase in artificial environments or in the field can be tested to demonstrate that the transgene confers regulation by decreasing a tobacco nicotine demethylase in the transgenic plant . Dominant negative transgenes are constructed according to methods known in the art. Normally, a negative dominant gene encodes a mutant negative regulatory polypeptide of a tobacco nicotine demethylase which, when overexpressed, alters the activity of the wild-type enzyme.

Mutantes Mutants

También pueden generarse plantas que tienen actividad enzimática o expresión disminuida de una nicotina desmetilasa de tabaco usando metodologías de mutagénesis convencionales. Tales métodos de mutagénesis incluyen, sin limitación, tratamiento de semillas con metilsulfato de etilo (Hildering y Verkerk, en, The use of induced mutations in plant breeding. Pergamon press, páginas 317-320, 1965) o radiación UV, rayos X e irradiación con neutrones rápidos (véanse, por ejemplo, Verkerk, Neth. J. Agric. Sci. 19:197-203, 1971; y Poehlman, Breeding Field Crops, Van Nostrand Reinhold, Nueva York (3.sup.rd ed), 1987), uso de transposones (Fedoroff et al., 1984; patente estadounidense n.º 4.732.856 y patente estadounidense n.º 5.013.658), así como metodologías de inserción de ADN-T (Hoekema et al., 1983; patente estadounidense n.º 5.149.645). Los tipos de mutaciones que pueden estar presentes en un gen de nicotina desmetilasa de tabaco incluyen, por ejemplo, mutaciones puntuales, deleciones, inserciones, duplicaciones e inversiones. Tales mutaciones están presentes deseablemente en la región codificante de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco; sin embargo también puede ser deseables mutaciones en la región promotora, e intrón, o una región no traducida de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco. Plants that have enzymatic activity or decreased expression of a tobacco nicotine demethylase can also be generated using conventional mutagenesis methodologies. Such methods of mutagenesis include, without limitation, treatment of seeds with ethyl methylsulfate (Hildering and Verkerk, in, The use of induced mutations in plant breeding. Pergamon press, pages 317-320, 1965) or UV radiation, X-rays and irradiation with fast neutrons (see, for example, Verkerk, Neth. J. Agric. Sci. 19: 197-203, 1971; and Poehlman, Breeding Field Crops, Van Nostrand Reinhold, New York (3.sup.rd ed), 1987 ), use of transposons (Fedoroff et al., 1984; U.S. Patent No. 4,732,856 and U.S. Patent No. 5,013,658), as well as T-DNA insertion methodologies (Hoekema et al., 1983; patent U.S. 5,149,645). Types of mutations that may be present in a tobacco nicotine demethylase gene include, for example, point mutations, deletions, insertions, duplications and inversions. Such mutations are desirably present in the coding region of a tobacco nicotine demethylase gene; however, mutations in the promoter region, and intron, or an untranslated region of a tobacco nicotine demethylase gene may also be desirable.

Por ejemplo, puede usarse mutagénesis insercional de ADN-T para generar mutaciones insercionales en un gen de nicotina desmetilasa de tabaco para regular por disminución la expresión del gen. Teóricamente, se requieren aproximadamente 100.000 inserciones de ADN-T independientes para una probabilidad del 95% de obtener una inserción en cualquier gen dado (McKinnet, Plant J. 8: 613-622, 1995; y Forsthoefel et al., Aust. J. Plant Physiol. 19:353-366, 1992). Pueden seleccionarse líneas de plantas etiquetadas con ADN-T usando análisis de reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Por ejemplo, puede diseñarse un cebador para un extremo del ADN-T y puede diseñarse otro cebador para el gen de interés y ambos cebadores pueden usarse en el análisis de PCR. Si no se obtiene un producto de PCR, entonces no hay inserción en el gen de interés. En cambio, si se obtiene un producto de PCR, entonces hay una inserción en el gen de interés. For example, insertional T-DNA mutagenesis can be used to generate insertional mutations in a tobacco nicotine demethylase gene to regulate by decreasing gene expression. Theoretically, approximately 100,000 independent T-DNA insertions are required for a 95% chance of obtaining an insertion in any given gene (McKinnet, Plant J. 8: 613-622, 1995; and Forsthoefel et al., Aust. J. Plant Physiol. 19: 353-366, 1992). Plant lines labeled with T-DNA can be selected using polymerase chain reaction analysis (PCR). For example, a primer for one end of the T-DNA can be designed and another primer can be designed for the gene of interest and both primers can be used in the PCR analysis. If a PCR product is not obtained, then there is no insertion in the gene of interest. However, if a PCR product is obtained, then there is an insertion in the gene of interest.

Puede evaluarse la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco mutada según procedimientos convencionales (por ejemplo, los descritos en el presente documento) y, opcionalmente, puede compararse con la expresión de la enzima no mutada. Cuando se compara con plantas no mutadas, plantas mutadas que tienen expresión disminuida de un gen que codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco son realizaciones deseables de la presente invención. The expression of a mutated tobacco nicotine demethylase can be evaluated according to conventional procedures (for example, those described herein) and, optionally, can be compared with the expression of the non-mutated enzyme. When compared to non-mutated plants, mutated plants that have decreased expression of a gene encoding a tobacco nicotine demethylase are desirable embodiments of the present invention.

Promotores vegetales Plant promoters

Un ejemplo de un promotor vegetal útil según la invención es el promotor de nicotina desmetilasa que tiene la secuencia de SEQ ID NO:6, o un fragmento de la misma que dirige la transcripción. Otros promotor deseable es un promotor de caulimovirus, por ejemplo, un promotor del virus del mosaico de la coliflor (CaMV) o el promotor del virus del mosaico de la vena de Cassava (CsVMV). Estos promotores confieren altos niveles de expresión en la mayoría de tejidos vegetales, y la actividad de estos promotores no es dependiente de proteínas codificadas viralmente. CaMV es una fuente para los promotores tanto 35S como 19S. Se conocen en la técnica ejemplos de constructos de expresión vegetales que usan estos promotores. En la mayoría de tejidos de plantas transgénicas, el promotor 35S de CaMV es un promotor fuerte. El promotor de CaMV también es altamente activo en monocotiledóneas. Además, la actividad de este promotor puede aumentarse adicionalmente (es decir, entre 2-10 veces) mediante duplicación del promotor 35S de CaMV. An example of a plant promoter useful according to the invention is the nicotine demethylase promoter having the sequence of SEQ ID NO: 6, or a fragment thereof that directs transcription. Other desirable promoter is a caulimovirus promoter, for example, a cauliflower mosaic virus (CaMV) promoter or the Cassava vein mosaic virus (CsVMV) promoter. These promoters confer high levels of expression in most plant tissues, and the activity of these promoters is not dependent on virally encoded proteins. CaMV is a source for both 35S and 19S promoters. Examples of plant expression constructs using these promoters are known in the art. In most tissues of transgenic plants, the CaMV 35S promoter is a strong promoter. The CaMV promoter is also highly active in monocots. In addition, the activity of this promoter can be further increased (ie, 2-10 times) by duplication of the CaMV 35S promoter.

Otros promotores vegetales útiles incluyen, sin limitación, el promotor de nopalina sintasa (NOS), el promotor de octopina sintasa, el promotor del virus del mosaico de la escrofularia (FMV), el promotor de actina del arroz y el sistema promotor de ubiquitina. Other useful plant promoters include, without limitation, the nopaline synthase promoter (NOS), the octopine synthase promoter, the scrofular mosaic virus (FMV) promoter, the rice actin promoter and the ubiquitin promoter system.

Los promotores de monocotiledoneas a modo de ejemplo incluyen, sin limitación, el promotor del virus del moteado amarillo de Commelina, el promotor del badnavirus de la caña de azúcar, el promotor del virus baciliforme del tungro del arroz, el elemento del virus de la raya del maíz y el promotor del virus del enanismo del trigo. Exemplary monocotyledoneone promoters include, without limitation, the Commelina yellow spotted virus promoter, the sugarcane badnavirus promoter, the rice tungro bacilliform virus promoter, the stripe virus element of corn and the promoter of the wheat dwarf virus.

Para ciertas aplicaciones, puede ser deseable producir una nicotina desmetilasa de tabaco, tal como una nicotina desmetilasa de tabaco mutante dominante negativa, en un tejido apropiado, a un nivel apropiado, o en un momento del desarrollo apropiado. Para este fin, se ha mostrado que una colección de promotores génicos, cada uno con sus propias características distintas incorporadas en sus secuencias reguladoras, se regulan en respuesta a señales inducibles tales como el entorno, hormonas y/o señales de desarrollo. Estos incluyen, sin limitación, promotores génicos que son responsables de la expresión génica regulada por calor, la expresión génica regulada por luz (por ejemplo, el gen rbcS-3A del guisante; el promotor rbcS del maíz; el gen de la proteína de unión a clorofila a/b encontrado en el guisante; o el promotor Arabssu), la expresión génica regulada por hormonas (por ejemplo, las secuencias sensibles a ácido abscísico (ABA) del gen Em del trigo; los promotores HVA1 y HVA22 inducibles por ABA, y rd29A de cebada y Arabidopsis; y la expresión génica inducida por heridas (por ejemplo, de wunI), la expresión génica específica de órganos (por ejemplo, del gen de la proteína de almacenamiento específica de tubérculos; el gen de zeína de 23 KDa del maíz descrito por; o el gen 1-faseolina del guisante francés), o promotores inducibles por patógenos (por ejemplo, los promotores PR-1, prp-1, o 1-1,3-glucanasa, el promotor wirla inducible por hongos del trigo, y los promotores inducibles por nematodos, TobRB7-5A y Hmg-1, de tabaco y perejil, respectivamente). For certain applications, it may be desirable to produce a tobacco nicotine demethylase, such as a negative dominant mutant tobacco nicotine demethylase, in an appropriate tissue, at an appropriate level, or at a time of appropriate development. To this end, it has been shown that a collection of gene promoters, each with its own distinct characteristics incorporated into its regulatory sequences, are regulated in response to inducible signals such as the environment, hormones and / or developmental signals. These include, without limitation, gene promoters that are responsible for heat-regulated gene expression, light-regulated gene expression (e.g., the pea rbcS-3A gene; the corn rbcS promoter; the binding protein gene a chlorophyll a / b found in the pea; or the Arabssu promoter), the hormone-regulated gene expression (for example, the abscisic acid-sensitive (ABA) sequences of the wheat Em gene; the ABA-inducible HVA1 and HVA22 promoters, and rd29A from barley and Arabidopsis; and wound-induced gene expression (e.g., from wunI), organ-specific gene expression (e.g., from the tuber-specific storage protein gene; the 23 KDa zein gene of the corn described by; or the French pea 1-phaseoline gene), or pathogen-inducible promoters (e.g., PR-1, prp-1, or 1-1,3-glucanase promoters, the wirla fungus-inducible promoter of wheat, and the promoter it is inducible by nematodes, TobRB7-5A and Hmg-1, of tobacco and parsley, respectively).

Vectores de expresión de plantas Plant Expression Vectors

Normalmente, los vectores de expresión plantas incluyen (1) un gen de plantas clonado (por ejemplo, un gen de nicotina desmetilasa de tabaco) bajo el control transcripcional de secuencias reguladoras en 5’ y 3’ (por ejemplo, el promotor de la nicotina desmetilasa de tabaco (SEQ ID NO:6) y las regiones de UTR en 3’ (SEQ ID NO:7)) y (2) un marcador seleccionable dominante. Tales vectores de expresión de plantas también pueden contener; si se desea, una región reguladora del promotor (por ejemplo, una que confiere expresión inducible o constitutiva, específica de tejido o célula, regulada por el desarrollo o por el entorno, inducida por heridas o por patógenos), un sitio de inicio de la iniciación de la transcripción, un sitio de unión al ribosoma, una señal de procesamiento de ARN, un sitio de terminación de la transcripción y/o una señal de poliadenilación. Normally, plant expression vectors include (1) a cloned plant gene (e.g., a tobacco nicotine demethylase gene) under the transcriptional control of 5 'and 3' regulatory sequences (e.g., the nicotine promoter Tobacco demethylase (SEQ ID NO: 6) and the 3 'UTR regions (SEQ ID NO: 7)) and (2) a dominant selectable marker. Such plant expression vectors may also contain; if desired, a promoter regulatory region (for example, one that confers inducible or constitutive expression, tissue or cell specific, regulated by development or by the environment, induced by wounds or pathogens), a site of initiation of the transcription initiation, a ribosome binding site, an RNA processing signal, a transcription termination site and / or a polyadenylation signal.

Los vectores de expresión de plantas también pueden incluir opcionalmente señales de procesamiento del ARN, por ejemplo, intrones, que se ha mostrado que son importantes para la síntesis y acumulación de ARN eficaz. La ubicación de las secuencias de corte y empalme de ARN puede influir drásticamente en el nivel de expresión transgénica en plantas. En vista de este hecho, un intrón puede colocarse en el sentido de 5’ o en el sentido de 3’ de una secuencia codificante de nicotina desmetilasa de tabaco en el transgén para alterar los niveles de expresión génica. Plant expression vectors may also optionally include RNA processing signals, for example, introns, which have been shown to be important for the synthesis and accumulation of effective RNA. The location of the RNA splicing sequences can dramatically influence the level of transgenic expression in plants. In view of this fact, an intron can be placed in the 5 ’or 3’ sense of a tobacco nicotine demethylase coding sequence in the transgene to alter gene expression levels.

Además de las secuencias de control reguladoras en 5’ mencionadas anteriormente, los vectores de expresión también pueden incluir regiones de control reguladoras que generalmente están presentes en las regiones 3’ de los genes vegetales. Por ejemplo, la región terminadora en 3’ (por ejemplo, la secuencia de SEQ ID NO:7) puede incluirse en el vector de expresión para aumentar la estabilidad del ARNm. Una región terminadora de este tipo puede derivarse de la región terminadora PI-II de la patata. Además, otros terminadores comúnmente usados se derivan de las señales de octopina o nopalina sintasa. In addition to the 5 'regulatory control sequences mentioned above, expression vectors may also include regulatory control regions that are generally present in the 3' regions of plant genes. For example, the 3 ’terminator region (for example, the sequence of SEQ ID NO: 7) can be included in the expression vector to increase mRNA stability. A terminator region of this type may be derived from the terminator region PI-II of the potato. In addition, other commonly used terminators are derived from octopine or nopaline synthase signals.

El vector de expresión de plantas también contiene normalmente un gen marcador seleccionable dominante usado para identificar las células que se han transformado. Los genes seleccionables útiles para sistemas vegetales incluyen el gen de aminoglicósido fosfotransferasa del transposón Tn5 (Aph II), genes que codifican para genes de resistencia a antibióticos, por ejemplo, los que codifican para resistencia a higromicina, kanamicina, bleomicina, neomicina, G418, estreptomicina o espectinomicina. También pueden usarse genes requeridos para la fotosíntesis como marcadores seleccionables en cepas de fotosíntesis deficiente. Finalmente, pueden usarse genes que codifican para resistencia a herbicidas como marcadores seleccionables; los genes de resistencia a herbicida útiles incluyen el gen bar que codifica para la enzima fosfinotricin acetiltransferasa y que confiere resistencia al herbicida de amplio espectro Basta® (Bayer Cropscience Deutschland GmbH, Langenfeld, Alemania). Otros marcadores seleccionables incluyen genes que proporcionan resistencia a otros herbicidas de este tipo tales como glifosato y similares, y herbicidas de imidazolinonas, sulfonilureas, triazolopirimidina, tales como clorosulfurón, bromoxinil, dalapón y similares. Además, pueden usarse genes que codifican para dihidrofolato reductasa en combinación con moléculas tales como metatrexato. The plant expression vector also normally contains a dominant selectable marker gene used to identify the cells that have been transformed. Selectable genes useful for plant systems include the transposon aminoglycoside phosphotransferase gene Tn5 (Aph II), genes encoding antibiotic resistance genes, for example, those encoding hygromycin resistance, kanamycin, bleomycin, neomycin, G418, streptomycin or spectinomycin. Genes required for photosynthesis can also be used as selectable markers in strains of poor photosynthesis. Finally, genes encoding herbicide resistance can be used as selectable markers; Useful herbicide resistance genes include the bar gene encoding the enzyme phosphinothricin acetyltransferase and conferring resistance to the broad spectrum herbicide Basta® (Bayer Cropscience Deutschland GmbH, Langenfeld, Germany). Other selectable markers include genes that provide resistance to other herbicides of this type such as glyphosate and the like, and herbicides of imidazolinones, sulfonylureas, triazolopyrimidine, such as chlorosulfuron, bromoxynil, dalapon and the like. In addition, genes encoding dihydrofolate reductase can be used in combination with molecules such as metatrexate.

El uso eficaz de marcadores seleccionables se facilita mediante una determinación de la susceptibilidad de una célula vegetal a un agente seleccionable particular y una determinación de la concentración de este agente que destruye eficazmente la mayoría, si no todas, de las células transformadas. Algunas concentraciones útiles de antibióticos para la transformación de tabaco incluyen, por ejemplo, 20-100 !g/ml (kanamicina), 20-50 !g/ml (higromicina) o 5-10 !g/ml (bleomicina). Una estrategia útil para la selección de transformantes para la resistencia a herbicidas se describe, por ejemplo, por Vasil (Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants, vol. I, II, III Laboratory Procedures and Their Applications Academic Press, Nueva York, 1984). The effective use of selectable markers is facilitated by a determination of the susceptibility of a plant cell to a particular selectable agent and a determination of the concentration of this agent that effectively destroys most, if not all, of the transformed cells. Some useful concentrations of antibiotics for tobacco transformation include, for example, 20-100 µg / ml (kanamycin), 20-50 µg / ml (hygromycin) or 5-10 µg / ml (bleomycin). A useful strategy for the selection of transformants for herbicide resistance is described, for example, by Vasil (Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants, vol. I, II, III Laboratory Procedures and Their Applications Academic Press, New York, 1984 ).

Además de un marcador seleccionable, puede ser deseable usar un gen indicador. En algunos casos, puede usarse un gen indicador sin un marcador seleccionable. Los genes indicadores son genes que normalmente no están presentes ni se expresan en el tejido u organismo del receptor. El gen indicador normalmente codifica para una proteína que proporciona algún cambio fenotípico o propiedad enzimática. Ejemplos de tales genes se proporcionan en Weising et al. (Ann. Rev. Genetics 22:421, 1988). Los genes indicadores preferidos incluyen sin limitación el gen de glucuronidasa (GUS) y los genes GFP. In addition to a selectable marker, it may be desirable to use an indicator gene. In some cases, an indicator gene can be used without a selectable marker. Indicator genes are genes that are not normally present or expressed in the recipient's tissue or organism. The reporter gene normally encodes a protein that provides some phenotypic change or enzymatic property. Examples of such genes are provided in Weising et al. (Ann. Rev. Genetics 22: 421, 1988). Preferred indicator genes include without limitation the glucuronidase gene (GUS) and the GFP genes.

Tras la construcción del vector de expresión de plantas, están disponibles varios métodos convencionales para la introducción del vector en un huésped vegetal, generando de ese modo una planta transgénica. Estos métodos incluyen (1) transformación mediada por Agrobacterium (A. tumefaciens o A. rhizogenes) (véanse, por ejemplo, Lichtenstein y Fuller en: Genetic Engineering, vol. 6, PWJ Rigby, ed, Londres, Academic Press, 1987; y Lichtenstein, C.P., y Draper, J,. En: ADN Cloning, vol. II, D.M. Glover, ed, Oxford, IRI Press, 1985; las patentes estadounidenses números 4.693.976, 4.762.785, 4.940.838, 5.004.863, 5.104.310, 5.149.645, 5.159.135, 5.177.010, 5.231.019, 5.463.174, 5.469.976 y 5.464.763; y las solicitudes de patente europea números 0131624B1, 0159418B1, 0120516, 0176112, 0116718, 0267159, 0290799, 0292435, 0320500, 0604622 y 0627752), (2) el sistema de suministro de partículas (véanse, por ejemplo, las patentes estadounidenses números 4.945.050 y 5.141.131), (3) protocolos de microinyección, (4) procedimientos con polietilenglicol (PEG), (5) captación de ADN mediada por liposomas, (6) protocolos de electroporación (véanse, por ejemplo, los documentos WO 87/06614, WO 92/09696 y WO 93/21335; y las patentes estadounidenses números 5.384.253 y 5.472.869, (7) el método de la agitación con vórtex u (8) la denominada metodología de “fibras cortas monocristalinas” (véanse, por ejemplo, Coffee et al., patentes estadounidenses números 5.302.523 y 5.464.765). El tipo de tejido vegetal que puede transformarse con un vector de expresión incluye tejido embrionario, tejido calloso tipo I y II, hipocotilos, meristemo y similares. After the construction of the plant expression vector, several conventional methods are available for the introduction of the vector into a plant host, thereby generating a transgenic plant. These methods include (1) Agrobacterium-mediated transformation (A. tumefaciens or A. rhizogenes) (see, for example, Lichtenstein and Fuller in: Genetic Engineering, vol. 6, PWJ Rigby, ed, London, Academic Press, 1987; and Lichtenstein, CP, and Draper, J, In: DNA Cloning, vol. II, DM Glover, ed, Oxford, IRI Press, 1985; U.S. Patent Nos. 4,693,976, 4,762,785, 4,940,838, 5,004,863 , 5,104,310, 5,149,645, 5,159,135, 5,177,010, 5,231,019, 5,463,174, 5,469,976 and 5,464,763; and European patent applications numbers 0131624B1, 0159418B1, 0120516, 0176112, 0116718, 0267159, 0290799, 0292435, 0320500, 0604622 and 0627752), (2) the particle delivery system (see, for example, U.S. Patent Nos. 4,945,050 and 5,141,131), (3) microinjection protocols, (4 ) procedures with polyethylene glycol (PEG), (5) liposome-mediated DNA uptake, (6) electroporation protocols (see, for example, WO 87/06614, WO 92 / 09696 and WO 93/21335; and U.S. Patent Nos. 5,384,253 and 5,472,869, (7) the vortex agitation method or (8) the so-called "monocrystalline short fibers" methodology (see, for example, Coffee et al., U.S. Patent Numbers 5,302,523 and 5,464,765). The type of plant tissue that can be transformed with an expression vector includes embryonic tissue, corpus callosum type I and II, hypocotyls, meristem and the like.

Una vez introducido en el tejido vegetal, la expresión del gen estructural puede someterse a ensayo mediante cualquier medio conocido en la técnica, y la expresión puede medirse como ARNm transcrito, proteína sintetizada o la cantidad de silenciamiento génico que se produce tal como se determina mediante la monitorización de metabolitos por medio de análisis químico de alcaloides secundarios en el tabaco (tal como se describe en el presente documento; véase también la patente estadounidense n.º 5.583.021). Se conocen técnicas para el cultivo in vitro del tejido vegetal, y en varios casos, para la regeneración para dar plantas completas (véanse, por ejemplo, las patentes estadounidenses números 5.595.733 y 5.766.900). Los expertos en la técnica conocen procedimientos para transferir el complejo de expresión introducido a cultivares comercialmente útiles. Once introduced into the plant tissue, the expression of the structural gene can be tested by any means known in the art, and the expression can be measured as transcribed mRNA, synthesized protein or the amount of gene silencing that occurs as determined by metabolite monitoring by means of chemical analysis of secondary alkaloids in tobacco (as described herein; see also U.S. Patent No. 5,583,021). Techniques are known for in vitro culture of plant tissue, and in several cases, for regeneration to give whole plants (see, for example, U.S. Patent Nos. 5,595,733 and 5,766,900). Those skilled in the art are aware of methods for transferring the introduced expression complex to commercially useful cultivars.

Una vez que se obtienen células vegetales que expresan el nivel deseado de nicotina desmetilasa (o nornicotina o NNN o ambas), pueden regenerarse tejidos vegetales y plantas completas a partir de las mismas usando métodos y técnicas bien conocidas en la técnica. Entonces, las plantas regeneradas se reproducen por medios convencionales y los genes introducidos pueden transferirse a otras cepas y cultivares mediante técnicas de cultivo de plantas convencionales. Once plant cells expressing the desired level of nicotine demethylase (or nornicotine or NNN or both) are obtained, plant tissues and whole plants can be regenerated therefrom using methods and techniques well known in the art. Then, the regenerated plants are reproduced by conventional means and the introduced genes can be transferred to other strains and cultivars by conventional plant cultivation techniques.

Las plantas de tabaco transgénicas pueden incorporar un ácido nucleico de cualquier parte del gen genómico en diferentes orientaciones para o bien regulación por disminución, por ejemplo, orientación antisentido o bien en una forma para inducir ARNi, o sobreexpresión, por ejemplo, orientación sentido. La sobreexpresión de la secuencia de ácido nucleico que codifica para la secuencia de aminoácidos completa o una parte funcional de la misma de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco de longitud completa es deseable para aumentar la expresión de la nicotina desmetilasa dentro de las líneas de Nicotiana. Transgenic tobacco plants can incorporate a nucleic acid from any part of the genomic gene in different orientations for either decrease regulation, for example, antisense orientation or in a way to induce RNAi, or overexpression, for example, sense orientation. Overexpression of the nucleic acid sequence encoding the complete amino acid sequence or a functional part thereof of a full-length tobacco nicotine demethylase gene is desirable to increase the expression of nicotine demethylase within the Nicotiana lines. .

Determinación de los niveles transcripcionales o traduccionales de una nicotina desmetilasa de tabaco Determination of the transcriptional or translational levels of a tobacco nicotine demethylase

La expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco puede medirse, por ejemplo, mediante análisis de transferencia de tipo Nothern convencional (Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Nueva York, NY, (2001), y Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, N.Y., (1989)) usando una nicotina desmetilasa de tabaco (o fragmento de ADNc) como sonda de hibridación. La determinación de los niveles de expresión de ARN también puede ayudarse mediante PCR con transcripción inversa (rtPCR), incluyendo rtPCR cuantitativa (véanse, por ejemplo, Kawasaki et al., en PCR Technology: Principles and Applications of DNA amplification (H. A. Erlich, Ed.) Stockton Press (1989); Wang et al. en PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (M. A. Innis, et al., Eds.) Academic Press (1990); y Freeman et al., Biotechniques 26:112-122 y 124-125, 1999). Técnicas bien conocidas adicionales para determinar la expresión de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco incluyen hibridación in situ, e hibridación in situ fluorescente (véase, por ejemplo, Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Nueva York, NY, (2001)). Las técnicas convencionales anteriores también son útiles para comparar el nivel de expresión entre plantas, por ejemplo, entre una planta que tiene una mutación en un gen de nicotina desmetilasa de tabaco y una planta control. Tobacco nicotine demethylase expression can be measured, for example, by conventional Nothern-type transfer analysis (Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, NY, (2001), and Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, NY, (1989)) using a tobacco nicotine demethylase (or cDNA fragment) as a hybridization probe. The determination of RNA expression levels can also be aided by reverse transcription PCR (rtPCR), including quantitative rtPCR (see, for example, Kawasaki et al., In PCR Technology: Principles and Applications of DNA amplification (HA Erlich, Ed .) Stockton Press (1989); Wang et al. In PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (MA Innis, et al., Eds.) Academic Press (1990); and Freeman et al., Biotechniques 26: 112- 122 and 124-125, 1999). Additional well-known techniques for determining the expression of a tobacco nicotine demethylase gene include in situ hybridization, and fluorescent in situ hybridization (see, for example, Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, NY, (2001)). The above conventional techniques are also useful for comparing the level of expression between plants, for example, between a plant that has a mutation in a tobacco nicotine demethylase gene and a control plant.

Si se desea, la expresión de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco puede medirse al nivel de la producción de proteína de nicotina desmetilasa de tabaco usando el mismo enfoque general y técnicas de análisis de proteínas convencionales que incluyen ensayos de Bradford, ensayos espectrofotométricos y técnicas de detección inmunológica, tales como inmunotransferencia de tipo Western o inmunoprecipitación con un anticuerpo específico de nicotina desmetilasa de tabaco (Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Nueva York, NY, (2001), y Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, N.Y., (1989)). If desired, the expression of a tobacco nicotine demethylase gene can be measured at the level of tobacco nicotine demethylase protein production using the same general approach and conventional protein analysis techniques that include Bradford assays, spectrophotometric assays and techniques. of immunological detection, such as Western blotting or immunoprecipitation with a tobacco-specific nicotine demethylase antibody (Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, NY, (2001), and Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, NY, (1989)).

Identificación de moduladores de una nicotina desmetilasa de tabaco Identification of modulators of a tobacco nicotine demethylase

El aislamiento de un ADNc de nicotina desmetilasa de tabaco también facilita la identificación de moléculas que aumentan o disminuyen la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco. Según un enfoque, se añaden moléculas candidatas a concentraciones variables a un medio de cultivo de células (por ejemplo, células procariotas tales como E. coli o células eucariotas tales como células de levadura, de mamífero, de insecto o vegetales) que expresan un ARNm de nicotina desmetilasa de tabaco. Entonces, se mide la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco en presencia y ausencia de una molécula candidata usando métodos convencionales tales como los expuestos en el presente documento. The isolation of a tobacco nicotine demethylase cDNA also facilitates the identification of molecules that increase or decrease the expression of a tobacco nicotine demethylase. According to one approach, candidate molecules are added at varying concentrations to a cell culture medium (for example, prokaryotic cells such as E. coli or eukaryotic cells such as yeast, mammalian, insect or plant cells) expressing an mRNA of tobacco nicotine demethylase. Then, the expression of tobacco nicotine demethylase in the presence and absence of a candidate molecule is measured using conventional methods such as those set forth herein.

Los moduladores candidatos pueden ser moléculas purificadas (o sustancialmente purificadas) o pueden ser un componente de una mezcla de compuestos. En un ensayo de compuestos mezclados, la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco se somete a prueba frente a subgrupos progresivamente más pequeños del conjunto de compuestos candidatos (por ejemplo, producidos mediante técnicas de purificación convencionales, por ejemplo, HPLC) hasta que se demuestra que un único compuesto o una mezcla de compuestos mínima altera la expresión génica de la nicotina desmetilasa de tabaco. Una molécula que promueve una disminución en la expresión de la nicotina desmetilasa de tabaco se considera particularmente útil. Los moduladores que se encuentra que son eficaces al nivel de la expresión o actividad de la nicotina desmetilasa de tabaco pueden confirmarse como útiles en la planta. The candidate modulators can be purified (or substantially purified) molecules or they can be a component of a mixture of compounds. In a mixed compound test, the expression of tobacco nicotine demethylase is tested against progressively smaller subgroups of the candidate compound set (for example, produced by conventional purification techniques, for example, HPLC) until it is demonstrated that a single compound or a mixture of minimal compounds alters the gene expression of tobacco nicotine demethylase. A molecule that promotes a decrease in the expression of tobacco nicotine demethylase is considered particularly useful. Modulators found to be effective at the level of the expression or activity of tobacco nicotine demethylase can be confirmed as useful in the plant.

Para usos agrícolas, las moléculas, los compuestos o los agentes identificados usando los métodos dados a conocer en el presente documento pueden usarse como productos químicos aplicados como aerosoles o polvos sobre el follaje de las plantas. Las moléculas, los compuestos o los agentes también pueden aplicarse a las plantas en combinación con otra molécula que produce algún beneficio a la planta. For agricultural uses, the molecules, compounds or agents identified using the methods disclosed herein can be used as chemicals applied as aerosols or powders on plant foliage. Molecules, compounds or agents can also be applied to plants in combination with another molecule that produces some benefit to the plant.

Usos del promotor del gen de nicotina desmetilasa y regiones no traducidas Uses of the nicotine demethylase gene promoter and untranslated regions

La región promotora del gen de nicotina desmetilasa descrito en el presente documento es inducible con etileno o está relacionado con la senescencia de la planta. Por consiguiente, este promotor podría usarse para dirigir la expresión de cualquier producto génico deseable para mejorar la calidad de los cultivos o potenciar rasgos específicos. Ya que el promotor de la nicotina desmetilasa de tabaco (por ejemplo, SEQ ID NO:6) es inducible y se expresa durante un periodo particular del ciclo de vida de la planta, pueden introducirse constructos que contienen este promotor en la planta para expresar genes únicos implicados en la biosíntesis de productos de sabor y aroma que resultan de metabolitos secundarios. Ejemplos de tales compuestos son compuestos en la ruta terpenoide, otros alcaloides, hormonas vegetales, flavonoides o restos que contienen azúcar. También puede usarse un promotor de The promoter region of the nicotine demethylase gene described herein is inducible with ethylene or is related to the senescence of the plant. Therefore, this promoter could be used to direct the expression of any desirable gene product to improve crop quality or enhance specific traits. Since the tobacco nicotine demethylase promoter (for example, SEQ ID NO: 6) is inducible and is expressed during a particular period of the plant's life cycle, constructs containing this promoter can be introduced into the plant to express genes uniquely involved in the biosynthesis of flavor and aroma products that result from secondary metabolites. Examples of such compounds are compounds in the terpenoid pathway, other alkaloids, plant hormones, flavonoids or sugar containing moieties. A promoter of

5 nicotina desmetilasa de tabaco para aumentar o modificar la expresión de proteínas o hidratos de carbono estructurales que afectan a las propiedades de uso final. Además, también podría combinarse un promotor de nicotina desmetilasa de tabaco con genes heterólogos incluyendo genes implicados en la biosíntesis de productos nutricionales, agentes farmacéuticos o materiales industriales. El promotor puede usarse para dirigir la regulación por disminución de genes endógenos en tabaco incluyendo nicotina desmetilasa u otros genes implicados en la biosíntesis de alcaloides y o en otras rutas. 5 tobacco nicotine demethylase to increase or modify the expression of structural carbohydrates or proteins that affect the end-use properties. In addition, a tobacco nicotine demethylase promoter could also be combined with heterologous genes including genes involved in the biosynthesis of nutritional products, pharmaceutical agents or industrial materials. The promoter can be used to direct regulation by decreasing endogenous genes in tobacco including nicotine demethylase or other genes involved in alkaloid biosynthesis and in other routes.

Además, también puede usarse la región promotora (por ejemplo, SEQ ID NO:6) de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco o la UTR en 3’ (por ejemplo, SEQ ID NO:7) de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco en cualquier método de silenciamiento génico dirigido al sitio tal como etiquetado de ADN-T, atrapamiento génico y recombinación homóloga para alterar el patrón de expresión de un gen diana, tal como se describe en el presente In addition, the promoter region (eg, SEQ ID NO: 6) of a tobacco nicotine demethylase gene or the UTR in 3 '(for example, SEQ ID NO: 7) of a tobacco nicotine demethylase gene can also be used in any site-directed gene silencing method such as T-DNA tagging, gene trapping and homologous recombination to alter the expression pattern of a target gene, as described herein.

15 documento. También pueden usarse motivos promotores, que pueden identificarse fácilmente en una secuencia promotora, tal como la secuencia de SEQ ID NO:6 usando métodos convencionales en la técnica, para identificar factores que se asocian con o regulan la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco. Deseablemente, se usa una región promotora de la nicotina desmetilasa de tabaco u otra región reguladora de la transcripción para alterar propiedades químicas tales como el contenido en nornicotina y niveles de nitrosamina en una planta. 15 document. Promoter motifs, which can easily be identified in a promoter sequence, such as the sequence of SEQ ID NO: 6 using conventional methods in the art, can also be used to identify factors that are associated with or regulate the expression of a tobacco nicotine demethylase. Desirably, a tobacco nicotine demethylase promoter region or other transcription regulatory region is used to alter chemical properties such as nornicotine content and nitrosamine levels in a plant.

Además, puede usarse cualquier parte de un gen de nicotina desmetilasa de tabaco como marcador genético para aislar genes relacionados, regiones reguladoras o promotoras, o para seleccionar el gen de desmetilasa en otra especie de tabaco o Nicotiana. In addition, any part of a tobacco nicotine demethylase gene can be used as a genetic marker to isolate related genes, regulatory or promoter regions, or to select the demethylase gene in another tobacco or Nicotiana species.

Productos products

Se preparan productos de tabaco que tienen una cantidad reducida de contenido en nitrosamina usando cualquier Tobacco products that have a reduced amount of nitrosamine content are prepared using any

25 material de la planta de tabaco descrita en el presente documento según métodos convencionales conocidos en la técnica. En una realización, los productos de tabaco se preparan usando material vegetal obtenido de un tabaco curado genéticamente modificado que tiene una cantidad reducida de nornicotina o NNN inferior a aproximadamente 5 mg/g, 4,5 mg/g, 4,0 mg/g, 3,5 mg/g, 3,0 mg/g, 2,5 mg/g, 2,0 mg/g, 1,5 mg/g, 1,0 mg/g, 750 !g/g, 500 !g/g, 250 !g/g, 100 !g/g, 75 !g/g, 50 !g/g, 25 !g/g, 10 !g/g, 7,0 !g/g, 5,0 !g/g, 4,0 !g/g, 2,0 !g/g, 1,0 !g/g, 0,5 !g/g, 0,4 !g/g, 0,2 !g/g, 0,1 !g/g, 0,05 !g/g, o 0,01 !g/g o en el que los porcentajes de alcaloides secundarios con respecto al contenido en alcaloides total contenidos en el mismo es inferior al 90%, el 70%, el 50%, el 30%, el 10%, el 5%, el 4%, el 3%, el 2%, el 1,5%, el 1%, el 0,75%, el 0,5%, el 0,25% o el 0,1%. Es decir, el tabaco curado se prepara a partir de una planta de tabaco genéticamente modificada. La frase “una cantidad reducida” pretende referirse a una cantidad de nornicotina o NNN o ambas en una planta de tabaco, tabaco o un producto de tabaco transgénico que Material of the tobacco plant described herein according to conventional methods known in the art. In one embodiment, tobacco products are prepared using plant material obtained from a genetically modified cured tobacco having a reduced amount of nornicotine or NNN less than about 5 mg / g, 4.5 mg / g, 4.0 mg / g , 3.5 mg / g, 3.0 mg / g, 2.5 mg / g, 2.0 mg / g, 1.5 mg / g, 1.0 mg / g, 750 µg / g, 500 ! g / g, 250! g / g, 100! g / g, 75! g / g, 50! g / g, 25! g / g, 10! g / g, 7.0! g / g, 5 , 0! G / g, 4.0! G / g, 2.0! G / g, 1.0! G / g, 0.5! G / g, 0.4! G / g, 0.2 ! g / g, 0.1! g / g, 0.05! g / g, or 0.01! g / g in which the percentages of secondary alkaloids with respect to the total alkaloid content contained therein is lower at 90%, 70%, 50%, 30%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1.5%, 1%, 0.75 %, 0.5%, 0.25% or 0.1%. That is, cured tobacco is prepared from a genetically modified tobacco plant. The phrase "a reduced amount" is intended to refer to an amount of nornicotine or NNN or both in a tobacco plant, tobacco or a transgenic tobacco product that

35 es inferior a la que se encontraría en una planta de tabaco, tabaco o un producto de tabaco que se produce de manera natural de la misma variedad de tabaco, procesado de la misma manera, que no se convirtió en material transgénico para nornicotina o NNN reducida. Por tanto, en algunos contextos, se usa un tabaco que se produce de manera natural de la misma variedad que se ha procesado de la misma manera como control mediante el cual medir si se ha obtenido una reducción de nornicotina o NNN mediante los métodos descritos en el presente documento. Los niveles de nornicotina y NNN se miden según métodos bien conocidos en la técnica del tabaco. 35 is lower than what would be found in a tobacco, tobacco or tobacco product that is produced naturally from the same variety of tobacco, processed in the same way, which did not become transgenic material for nornicotine or NNN reduced Therefore, in some contexts, a naturally occurring tobacco of the same variety that has been processed in the same way is used as a control by which to measure whether a reduction of nornicotine or NNN has been obtained by the methods described in This document. Nornicotine and NNN levels are measured according to methods well known in the art of tobacco.

Los siguientes ejemplos ilustran métodos para llevar a cabo la invención y debe entenderse que son ilustrativos de, pero no limitan, el alcance de la invención que se define en las reivindicaciones adjuntas. The following examples illustrate methods for carrying out the invention and should be understood to be illustrative of, but not limited to, the scope of the invention defined in the appended claims.

Ejemplo 1 Example 1

Desarrollo de tejido vegetal y tratamiento con etileno Plant tissue development and ethylene treatment

45 Crecimiento vegetal 45 Plant growth

Se sembraron plantas en macetas y se hicieron crecer en un invernadero durante 4 semanas. Se transplantaron las plántulas de 4 semanas de edad a macetas individuales y se hicieron crecer en el invernadero durante 2 meses. Se regaron las plantas 2 veces al día con agua que contenía 150 ppm de fertilizante NPK durante el crecimiento. Se desprendieron las hojas verdes expandidas de las plantas para realizar el tratamiento con etileno descrito a continuación. Plants were planted in pots and grown in a greenhouse for 4 weeks. The 4-week-old seedlings were transplanted into individual pots and grown in the greenhouse for 2 months. Plants were irrigated 2 times a day with water containing 150 ppm of NPK fertilizer during growth. The expanded green leaves of the plants were detached to perform the ethylene treatment described below.

Línea celular 78379 78379 cell line

Se usó la línea de tabaco 78379, que es una línea de tabaco Burley cedida por la Universidad de Kentucky como fuente de material vegetal. Se cultivaron cien plantas como patrón en la técnica de tabaco en crecimiento, se transplantaron y se etiquetaron con un número distintivo (1-100). Se realizaron la fertilización y el tratamiento de campo tal como se recomienda. The 78379 tobacco line was used, which is a Burley tobacco line ceded by the University of Kentucky as a source of plant material. One hundred plants were grown as a standard in the growing tobacco technique, transplanted and labeled with a distinctive number (1-100). Fertilization and field treatment were performed as recommended.

Tres cuartos de las 100 plantas convirtieron entre el 20 y el 100% de la nicotina en nornicotina. Un cuarto de las 100 plantas convirtieron menos del 5% de la nicotina en nornicotina. La planta número 87 tenía la menor conversión (2%) Three quarters of the 100 plants converted between 20 and 100% of the nicotine into nornicotine. A quarter of the 100 plants converted less than 5% of nicotine into nornicotine. Plant number 87 had the lowest conversion (2%)

5 mientras que la planta número 21 tenía un 100% de conversión. Se clasificaron las plantas que convertían menos del 3% como no convertidoras. Se prepararon semillas autopolinizadas de la planta número 87 y de la planta número 21, así como semillas cruzadas (21 x 87 y 87 x 21) para estudiar diferencias genéticas y fenotípicas. Las plantas de la 21 autofecundada eran convertidoras, y el 99% de las autofecundadas de la 87 eran no convertidoras. El otro 1% de las plantas de la 87 mostraron baja conversión (5-15%). Las plantas de cruces recíprocos eran todas convertidoras. 5 while plant number 21 had a 100% conversion. Plants that converted less than 3% were classified as non-converters. Self-pollinated seeds of plant number 87 and plant number 21 were prepared, as well as cross seeds (21 x 87 and 87 x 21) to study genetic and phenotypic differences. The plants of the 21 self-fertilized were converters, and 99% of the self-fertilized of the 87 were non-converters. The other 1% of the 87 plants showed low conversion (5-15%). The reciprocal crossing plants were all converters.

Línea celular 4407 4407 cell line

La línea de Nicotiana 4407, que es una línea Burley, se usó como fuente de material vegetal. Se seleccionaron y etiquetaron plantas uniformes y representativas (100). De las 100 plantas, 97 eran no convertidoras y tres eran convertidoras. La planta número 56 tenía la menor cantidad de conversión (1,2%) y la planta número 58 tenía el The Nicotiana line 4407, which is a Burley line, was used as a source of plant material. Uniform and representative plants were selected and labeled (100). Of the 100 plants, 97 were non-converters and three were converters. Plant number 56 had the lowest conversion amount (1.2%) and plant number 58 had the

15 nivel más alto de conversión (96%). Se prepararon semillas autopolinizadas y semillas cruzadas con estas dos plantas. 15 highest level of conversion (96%). Self-pollinated seeds and cross seeds were prepared with these two plants.

Se segregaron plantas de la 58 autofecundada con una razón de convertidora con respecto a no convertidora 3:1. Se identificaron las plantas 58-33 y 58-25 como líneas de plantas convertidoras y no convertidoras homocigotas, respectivamente. Se confirmó la conversión estable de 58-33 mediante análisis de su progenie. Plants of the self-fertilized 58 were segregated with a converter ratio with respect to non-converter 3: 1. Plants 58-33 and 58-25 were identified as homozygous converting and non-converting plant lines, respectively. The stable conversion of 58-33 was confirmed by analysis of its progeny.

Línea celular PBLB01 PBLB01 cell line

PBLB01 es una línea Burley desarrollada por ProfiGen, Inc. y se usó como fuente de material vegetal. Se seleccionó la planta convertidora a partir de semillas de fundación de PBLB01. PBLB01 is a Burley line developed by ProfiGen, Inc. and was used as a source of plant material. The converter plant was selected from the foundation seeds of PBLB01.

Procedimiento de tratamiento con etileno Ethylene treatment procedure

Se desprendieron hojas verdes de plantas hechas crecer en invernadero de 2-3 meses y se pulverizaron con Green leaves were detached from plants grown in a 2-3 month greenhouse and sprayed with

25 disolución de etileno al 0,3% (Prep brand Ethephon (Rhone-Poulenc)). Se colgó cada hoja pulverizada en un estante de curado equipado con humidificador y se cubrió con plástico. Durante el tratamiento, se pulverizaron periódicamente las hojas de muestra con la disolución de etileno. Aproximadamente 24-48 horas tras el tratamiento con etileno, se recogieron las hojas para la extracción de ARN. Se tomó otra submuestra para el análisis de constituyentes metabólicos para determinar la concentración de metabolitos de las hojas y constituyentes de interés más específicos tales como una variedad de alcaloides. 25% ethylene solution (Prep brand Ethephon (Rhone-Poulenc)). Each powdered sheet was hung on a curing rack equipped with a humidifier and covered with plastic. During the treatment, the sample sheets were periodically sprayed with the ethylene solution. Approximately 24-48 hours after treatment with ethylene, the leaves were collected for RNA extraction. Another subsample was taken for the analysis of metabolic constituents to determine the concentration of leaf metabolites and more specific constituents of interest such as a variety of alkaloids.

Como ejemplo, el análisis de alcaloides puede realizarse tal como sigue. Se agitaron muestras (0,1 g) a 150 rpm con 0,5 ml de NaOH 2 N y una disolución de extracción de 5 ml que contenía quinolina como patrón interno y metil t-butil éter. Se analizaron las muestras en un aparato HP 6890 GC equipado con un detector FID. Se usó una temperatura de 250ºC para el detector y el inyector. Se usó una columna HP (30 m-0,32 nm-1 mm) que consistía en sílice fundida As an example, the alkaloid analysis can be performed as follows. Samples (0.1 g) were stirred at 150 rpm with 0.5 ml of 2 N NaOH and a 5 ml extraction solution containing quinoline as internal standard and methyl t-butyl ether. The samples were analyzed in an HP 6890 GC apparatus equipped with an FID detector. A temperature of 250 ° C was used for the detector and the injector. An HP column (30 m-0.32 nm-1 mm) consisting of molten silica was used

35 reticulada con un 5% de fenol y un 95% de metilsilicona a un gradiente de temperatura de 110-185ºC a 10ºC por minuto. Se hizo funcionar la columna a 100ºC con una velocidad de flujo de 1,7 cm3min-1 con una razón de reparto de 40:1 con un volumen de inyección 2:1 usando helio como gas portador. 35 crosslinked with 5% phenol and 95% methylsilicone at a temperature gradient of 110-185 ° C at 10 ° C per minute. The column was operated at 100 ° C with a flow rate of 1.7 cm3min-1 with a distribution ratio of 40: 1 with a 2: 1 injection volume using helium as a carrier gas.

Ejemplo 2 Example 2

Aislamiento de ARN RNA isolation

Para extracciones de ARN, se trataron hojas intermedias de plantas hechas crecer en invernadero de dos meses de edad con etileno tal como se describió anteriormente. Se usaron las muestras de 0 y 24-48 horas para la extracción de ARN. En algunos casos, se tomaron muestras de hojas en el proceso de senescencia de las plantas 10 días tras la eliminación del capítulo floral. Se usaron también estas muestras para la extracción. Se aisló el ARN total usando el kit Rneasy Plant Mini® (Qiagen, Inc., Valencia, California) según el protocolo del fabricante. For RNA extractions, intermediate leaves of plants grown in a two month old greenhouse were treated with ethylene as described above. Samples of 0 and 24-48 hours were used for RNA extraction. In some cases, leaf samples were taken in the senescence process of the plants 10 days after the removal of the floral chapter. These samples were also used for extraction. Total RNA was isolated using the Rneasy Plant Mini® kit (Qiagen, Inc., Valencia, California) according to the manufacturer's protocol.

45 Se molió la muestra de tejido en nitrógeno líquido hasta obtener un polvo fino usando un mortero y mano de mortero tratados con DEPC. Se transfirieron aproximadamente 100 miligramos de tejido molido a un tubo Eppendorf de 1,5 ml estéril. Se colocó este tubo de muestra en nitrógeno líquido hasta que se recogieron todas las muestras. Entonces, se añadieron 450 !l de tampón RLT tal como se proporciona en el kit (con la adición de mercaptoetanol) a cada tubo individual. Se agitó con vórtex la muestra vigorosamente y se incubó a 56ºC durante 3 minutos. Entonces, se aplicó el lisado a la columna de centrifugación QIAshredder® que descansa en un tubo de recogida de 2 ml, y se centrifugó durante 2 minutos a velocidad máxima. Se recogió la fracción no retenida y se añadió 0,5 veces el volumen de etanol al lisado clarificado. Se mezcló bien la mezcla y se transfirió a una minicolumna de centrifugación Rneasy® que descansa en un tubo de recogida de 2 ml. Se centrifugó la muestra durante 1 minuto a 10.000 rpm. A continuación, se pipetearon 700 !l de tampón RW1 sobre la columna Rneasy® y se centrifugó durante 1 minuto a The tissue sample was ground in liquid nitrogen until a fine powder was obtained using a mortar and pestle treated with DEPC. Approximately 100 milligrams of ground tissue was transferred to a sterile 1.5 ml Eppendorf tube. This sample tube was placed in liquid nitrogen until all samples were collected. Then, 450 µl of RLT buffer was added as provided in the kit (with the addition of mercaptoethanol) to each individual tube. The sample was vortexed vigorously and incubated at 56 ° C for 3 minutes. Then, the lysate was applied to the QIAshredder® spin column resting in a 2 ml collection tube, and centrifuged for 2 minutes at maximum speed. The unbound fraction was collected and ethanol volume was added 0.5 times to the clarified lysate. The mixture was mixed well and transferred to a Rneasy® mini-spin column that rests in a 2 ml collection tube. The sample was centrifuged for 1 minute at 10,000 rpm. Next, 700 µl of RW1 buffer was pipetted onto the Rneasy® column and centrifuged for 1 minute at

10.000 rpm. Se pipeteó tampón RPE sobre la columna Rneasy® en un nuevo tubo de recogida y se centrifugó 10,000 rpm RPE buffer was pipetted onto the Rneasy® column in a new collection tube and centrifuged

5 durante 1 minuto a 10.000 rpm. Se añadió de nuevo tampón RPE a la columna de centrifugación Rneasy® y se centrifugó durante 2 minutos a velocidad máxima para secar la membrana. Para eliminar cualquier remanente de etanol, se colocó la membrana en un tubo de recogida separado y se centrifugó durante un 1 minuto adicional a velocidad máxima. Se transfirió la columna Rneasy® a un nuevo tubo de recogida de 1,5 ml y se pipetearon 40 !l de agua libre de ARNasa directamente sobre la membrana Rneasy®. Se centrifugó este tubo de elución final durante 1 minuto a 10.000 rpm. Se analizó la calidad y cantidad del ARN total mediante gel con formaldehído desnaturalizado y espectrofotómetro. 5 for 1 minute at 10,000 rpm. RPE buffer was added again to the Rneasy® spin column and centrifuged for 2 minutes at maximum speed to dry the membrane. To remove any remaining ethanol, the membrane was placed in a separate collection tube and centrifuged for an additional 1 minute at maximum speed. The Rneasy® column was transferred to a new 1.5 ml collection tube and 40 µl of RNase-free water was pipetted directly onto the Rneasy® membrane. This final elution tube was centrifuged for 1 minute at 10,000 rpm. The quality and quantity of total RNA was analyzed by gel with denatured formaldehyde and spectrophotometer.

Se aisló ARN de poli(A) usando el kit de purificación de ARN de poli A+ Oligotex® (Qiagen Inc.) siguiendo el protocolo del fabricante. Se usaron aproximadamente 200 !g de ARN total en 250 !l de volumen máximo. Se añadieron un volumen de 250 !l de tampón OBB y se añadió 15 !l de suspensión Oligotex® a los 250 !l de ARN 15 total. Se mezcló meticulosamente el contenido pipeteando e incubando durante 3 minutos a 70ºC sobre un bloque de calentamiento. Entonces se colocó la muestra a temperatura ambiente durante aproximadamente 20 minutos. Se sedimentó el complejo de Oligotex®:ARNm mediante centrifugación durante 2 minutos a velocidad máxima. Se eliminó todo a excepción de 50 !l del sobrenadante del tubo de microcentrífuga. Se trató la muestra adicionalmente mediante tampón OBB. Se resuspendió el sedimento de Oligotex®:ARNm en 400 !l de tampón OW2 mediante agitación con vórtex. Se transfirió esta mezcla sobre una columna de centrifugación pequeña colocada en un tubo nuevo y se centrifugó durante 1 minuto a velocidad máxima. Se transfirió la columna de centrifugación a un tubo nuevo y se añadieron 400 !l adicionales de tampón OW2 a la columna. Entonces, se centrifugó el tubo durante 1 minuto a máxima velocidad. Se transfirió la columna de centrifugación a un tubo de microcentrífuga de 1,5 ml final. Se eluyó la muestra con 60 !l de tampón OEB caliente (70ºC). Se analizó el producto de poli A mediante geles con Poly (A) RNA was isolated using the poly A + Oligotex® RNA purification kit (Qiagen Inc.) following the manufacturer's protocol. Approximately 200 µg of total RNA was used in 250 µl of maximum volume. A volume of 250 µl of OBB buffer was added and 15 µl of Oligotex® suspension was added to 250 µl of total RNA. The content was mixed thoroughly by pipetting and incubating for 3 minutes at 70 ° C on a heating block. The sample was then placed at room temperature for approximately 20 minutes. The Oligotex®: mRNA complex was pelleted by centrifugation for 2 minutes at maximum speed. Everything was removed except 50 µl of the supernatant from the microcentrifuge tube. The sample was further treated by OBB buffer. The Oligotex®: mRNA sediment was resuspended in 400 µl of OW2 buffer by vortexing. This mixture was transferred on a small centrifuge column placed in a new tube and centrifuged for 1 minute at maximum speed. The centrifuge column was transferred to a new tube and an additional 400 µl of OW2 buffer was added to the column. Then, the tube was centrifuged for 1 minute at maximum speed. The centrifuge column was transferred to a final 1.5 ml microcentrifuge tube. The sample was eluted with 60 µl of hot OEB buffer (70 ° C). The poly A product was analyzed by gels with

25 formaldehído desnaturalizados y análisis espectrofotométrico. 25 denatured formaldehyde and spectrophotometric analysis.

Ejemplo 3 Example 3

PCR con tanscripción inversa PCR with reverse tanscription

Se produjo ADNc de primera hebra usando transcriptasa inversa SuperScript siguiendo el protocolo del fabricante (Invitrogen, Carlsbad, California). La mezcla de ARN enriquecido en poli A+/cebador de oligo dT consistía en menos de 5 !g de ARN total, 1 !l de mezcla de dNTP 10 mM, 1 !l de Oligo d(T)12-18 (0,5!g/!l) y hasta 10 !l de agua tratada con DEPC. Se incubó cada muestra a 65ºC durante 5 minutos, entonces se colocó sobre hielo durante al menos 1 minuto. Se preparó una mezcla de reacción añadiendo cada uno de los siguientes componentes en orden: 2 !l de tampón 10X RT, 4 !l de MgCl2 25 mM, 2 !l de DTT 0,1 M y 1 !l de inhibidor de ARNasa recombinante RNase OUT. Se pipeteó una adición de 9 !l de mezcla de reacción a cada mezcla de ARN/cebador y se mezcló suavemente. Se First strand cDNA was produced using SuperScript reverse transcriptase following the manufacturer's protocol (Invitrogen, Carlsbad, California). The mixture of poly A + enriched RNA / oligo dT primer consisted of less than 5 µg of total RNA, 1 µl of 10 mM dNTP mixture, 1 µl of Oligo d (T) 12-18 (0.5 ! g /! l) and up to 10! l of water treated with DEPC. Each sample was incubated at 65 ° C for 5 minutes, then placed on ice for at least 1 minute. A reaction mixture was prepared by adding each of the following components in order: 2 µl of 10X RT buffer, 4 µl of 25 mM MgCl2, 2 µl of 0.1 M DTT and 1 µl of recombinant RNAse inhibitor RNase OUT. An addition of 9 µl of reaction mixture was pipetted to each RNA / primer mixture and mixed gently. Be

35 incubó a 42ºC durante 2 minutos y se añadió 1 !l de Super Script II RT a cada tubo. Se incubó el tubo durante 50 minutos a 42ºC. Se terminó la reacción a 70ºC durante 15 minutos y se enfrió sobre hielo. Se recogió la muestra mediante centrifugación y se añadió 1 !l de ARNasa H a cada tubo y se incubó durante 20 minutos a 37ºC. Se llevó a cabo la segunda PCR con 200 pmoles de cebador directo y 100 pmoles de cebador inverso (mezcla de oligo d(T) de 18 nt seguido por 1 base al azar). 35 incubated at 42 ° C for 2 minutes and 1 µl of Super Script II RT was added to each tube. The tube was incubated for 50 minutes at 42 ° C. The reaction was terminated at 70 ° C for 15 minutes and cooled on ice. The sample was collected by centrifugation and 1 µl of RNase H was added to each tube and incubated for 20 minutes at 37 ° C. The second PCR was carried out with 200 pmoles of direct primer and 100 pmoles of reverse primer (mixture of oligo d (T) of 18 nt followed by 1 random base).

Las condiciones de reacción fueron 94ºC durante 2 minutos y luego 40 ciclos de PCR a 94ºC durante 1 minuto, de 45ºC a 60ºC durante 2 minutos, 72ºC durante 3 minutos, con una extensión a 72ºC durante otros 10 minutos. Se analizaron diez microlitros de la muestra amplificada mediante electroforesis usando un gel de agarosa al 1%. Se purificaron los fragmentos de tamaño correcto del gel de agarosa. The reaction conditions were 94 ° C for 2 minutes and then 40 cycles of PCR at 94 ° C for 1 minute, from 45 ° C to 60 ° C for 2 minutes, 72 ° C for 3 minutes, with an extension at 72 ° C for another 10 minutes. Ten microliters of the amplified sample was analyzed by electrophoresis using a 1% agarose gel. The correct size fragments of the agarose gel were purified.

Ejemplo 4 Example 4

45 Generación de poblaciones de fragmentos de PCR 45 Generation of PCR fragment populations

Se ligaron fragmentos de PCR del ejemplo 3 en un vector pGEM-T Easy (Promega, Madison, Wisconsin) siguiendo las instrucciones del fabricante. Se transformó el producto ligado en células competentes JM109 y se sembraron en placa en placas con medio LB para la selección azul/blanco. Se seleccionaron colonias y se hicieron crecer en una placa de 96 pocillos con 1,2 ml de medio LB durante la noche a 37ºC. Se generó una reserva congelada para todas las colonias seleccionadas. Se purificó ADN de plásmido de las placas usando sistemas robóticos de minipreparación Biomeck 2000 de Beckman con el kit Wizard SV Miniprep (Promega). Se eluyó el ADN de plásmido con 100 !l de agua y se almacenó en una placa de 96 pocillos. Se digirieron los plásmidos mediante EcoR1 y se analizaron usando gel de agarosa al 1% para confirmar la cantidad de ADN y el tamaño de los insertos. Se secuenciaron plásmidos que contenían un inserto de 400-600 pb usando un secuenciador CEQ 2000 (Beckman, 55 Fullerton, California). Se alinearon las secuencias con la base de datos GenBank mediante búsqueda BLAST. Se identificaron fragmentos relacionados con p450 y se analizaron adicionalmente. Alternativamente, se aislaron PCR fragments of Example 3 were ligated into a pGEM-T Easy vector (Promega, Madison, Wisconsin) following the manufacturer's instructions. The ligated product was transformed into competent JM109 cells and plated on plates with LB medium for blue / white selection. Colonies were selected and grown in a 96-well plate with 1.2 ml of LB medium overnight at 37 ° C. A frozen reserve was generated for all selected colonies. Plasmid DNA was purified from the plates using Beckman's Biomeck 2000 mini-preparation robotic systems with the Wizard SV Miniprep kit (Promega). Plasmid DNA was eluted with 100 µl of water and stored in a 96-well plate. Plasmids were digested by EcoR1 and analyzed using 1% agarose gel to confirm the amount of DNA and the size of the inserts. Plasmids containing a 400-600 bp insert were sequenced using a CEQ 2000 sequencer (Beckman, Fullerton, California). The sequences were aligned with the GenBank database by BLAST search. Fragments related to p450 were identified and analyzed further. Alternatively, they were isolated

fragmentos de p450 a partir de bibliotecas de sustracción. También se analizaron estos fragmentos tal como se describió anteriormente. fragments of p450 from subtraction libraries. These fragments were also analyzed as described above.

Ejemplo 5 Example 5

Construcción de una biblioteca de ADNc Construction of a cDNA library

Se construyó una biblioteca de ADNc preparando ARN total a partir de hojas tratadas con etileno tal como sigue. En primer lugar, se extrajo ARN total a partir de hojas tratadas con etileno de la línea de tabaco 58-33 usando un protocolo de extracción con cloroformo y fenol ácido modificado. Se modificó el protocolo para usar un gramo de tejido que se molió y posteriormente se agitó con vórtex en 5 ml de tampón de extracción (Tris-HCl 100 mM, pH 8,5; NaCl 200 mM; EDTA 10 mM; SDS al 0,5%) al que se añadieron 5 ml de fenol (pH 5,5) y 5 ml de cloroformo. Se centrifugó la muestra extraída y se guardó el sobrenadante. Se repitió esta etapa de extracción 2-3 veces hasta que el sobrenadante apareció transparente. Se añadieron aproximadamente 5 ml de cloroformo para eliminar cantidades traza de fenol. Se precipitó el ARN de las fracciones de sobrenadante combinadas añadiendo un volumen de 3 veces de etanol y 1/10 del volumen de NaOAc 3 M (pH 5,2) y almacenándolo a -20ºC durante 1 hora. Tras transferir a un recipiente de vidrio Corex, se centrifugó la fracción de ARN a 9.000 rpm durante 45 minutos a 4ºC. Se lavó el sedimento con etanol al 70% y se centrifugo durante 5 minutos a 9.000 rpm a 4ºC. Tras secar el sedimento, se disolvió el ARN sedimentado en 0,5 ml de agua libre de ARNasa. Se analizó la calidad y cantidad del ARN total mediante gel con formaldehído desnaturalizado y espectrometría, respectivamente. A cDNA library was constructed by preparing total RNA from ethylene treated sheets as follows. First, total RNA was extracted from ethylene treated sheets of tobacco line 58-33 using an extraction protocol with chloroform and modified acid phenol. The protocol was modified to use a gram of tissue that was ground and subsequently vortexed in 5 ml of extraction buffer (100 mM Tris-HCl, pH 8.5; 200 mM NaCl; 10 mM EDTA; 0 SDS, 5%) to which 5 ml of phenol (pH 5.5) and 5 ml of chloroform were added. The extracted sample was centrifuged and the supernatant was stored. This extraction step was repeated 2-3 times until the supernatant appeared transparent. Approximately 5 ml of chloroform was added to remove trace amounts of phenol. RNA from the combined supernatant fractions was precipitated by adding a 3-fold volume of ethanol and 1/10 of the volume of 3M NaOAc (pH 5.2) and storing at -20 ° C for 1 hour. After transferring to a Corex glass vessel, the RNA fraction was centrifuged at 9,000 rpm for 45 minutes at 4 ° C. The sediment was washed with 70% ethanol and centrifuged for 5 minutes at 9,000 rpm at 4 ° C. After drying the sediment, the sedimented RNA was dissolved in 0.5 ml of RNase-free water. The quality and quantity of total RNA was analyzed by gel with denatured formaldehyde and spectrometry, respectively.

Se usó el ARN total resultante para aislar ARN de poli A+ usando un protocolo de oligo(dT)-celulosa (Invitrogen) y columnas de centrifugación de microcentrífuga (Invitrogen) mediante el siguiente protocolo. Se sometieron dos veces a purificación aproximadamente veinte mg de ARN total para obtener ARN de poli A+ de alta calidad. Se analizó el producto de ARN de poli A+ mediante análisis en gel con formaldehído desnaturalizado y posterior RT-PCR de genes de longitud completa conocidos para garantizar la alta calidad del ARNm. The resulting total RNA was used to isolate poly A + RNA using an oligo (dT) -cellulose (Invitrogen) protocol and microcentrifuge centrifuge columns (Invitrogen) by the following protocol. Approximately twenty mg of total RNA was subjected to purification twice to obtain high quality poly A + RNA. The poly A + RNA product was analyzed by gel analysis with denatured formaldehyde and subsequent RT-PCR of known full-length genes to ensure high mRNA quality.

A continuación, se uso el ARN de poli A+ como molde para producir una biblioteca de ADNc empleando un kit de síntesis de ADNc, el kit de síntesis de ZAP-ADNc, y el kit de clonación de ZAP-ADNc Gigapack III gold (Stratagene, La Jolla, California). El método implicaba seguir el protocolo del fabricante tal como se especifica. Se usaron aproximadamente 8 !g de ARN de poli A+ para construir una biblioteca de ADNc. El análisis de la biblioteca primaria reveló aproximadamente 2,5 x 106 - 1 x 107 ufp. Se completó una prueba de fondo de calidad de la biblioteca mediante ensayos de complementación usando IPTG y X-gal, en la que se expresaron placas recombinantes a más de 100 veces por encima de la reacción de fondo. Next, poly A + RNA was used as a template to produce a cDNA library using a cDNA synthesis kit, the ZAP-cDNA synthesis kit, and the ZAP-cDNA cloning kit Gigapack III gold (Stratagene, La Jolla, California). The method involved following the manufacturer's protocol as specified. Approximately 8 µg of poly A + RNA was used to construct a cDNA library. Analysis of the primary library revealed approximately 2.5 x 106 - 1 x 107 pfu. A background test of library quality was completed by complementation assays using IPTG and X-gal, in which recombinant plaques were expressed more than 100 times above the background reaction.

Un análisis más cuantitativo de la biblioteca mediante PCR al azar mostró que el tamaño promedio del ADNc de inserto era de aproximadamente 1,2 kb. El método usó un método de PCR de dos etapas. Para la primera etapa, se diseñaron cebadores inversos basados en la información de secuencia preliminar obtenida a partir de fragmentos de p450. Se usaron los cebadores inversos diseñados y cebadores de T3 (directos) para amplificar genes correspondientes de la biblioteca de ADNc. Se sometieron las reacciones de PCR a electroforesis en agarosa y se escindieron, se purificaron, se clonaron y se secuenciaron las bandas correspondientes de alto peso molecular. En la segunda etapa, se usaron nuevos cebadores diseñados a partir de la UTR en 5’ o la región codificante inicial de p450 como cebadores directos junto con los cebadores inversos (diseñados a partir de la UTR en 3’ de p450) en la PCR posterior obteniendo clones de p450 de longitud completa. A more quantitative analysis of the library by random PCR showed that the average size of the insert cDNA was approximately 1.2 kb. The method used a two-stage PCR method. For the first stage, reverse primers were designed based on preliminary sequence information obtained from p450 fragments. Designed reverse primers and T3 (direct) primers were used to amplify corresponding genes from the cDNA library. The PCR reactions were subjected to agarose electrophoresis and cleaved, purified, cloned and the corresponding high molecular weight bands sequenced. In the second stage, new primers designed from the 5 'UTR or the initial coding region of p450 were used as direct primers together with the reverse primers (designed from the 3' UTR of p450) in the subsequent PCR obtaining full length p450 clones.

Se generaron los fragmentos de p450 mediante amplificación por PCR a partir de la biblioteca de ADNc construida tal como se describe en el ejemplo 3 con la excepción del cebador inverso. Se usó el cebador de T7 ubicado en el plásmido en el sentido de 3’ de los insertos de ADNc como cebador inverso. Se aislaron, se clonaron y se secuenciaron fragmentos de PCR tal como se describe en el ejemplo 4. The p450 fragments were generated by PCR amplification from the constructed cDNA library as described in example 3 with the exception of the reverse primer. The T7 primer located on the plasmid in the 3 ′ sense of the cDNA inserts was used as the reverse primer. PCR fragments were isolated, cloned and sequenced as described in example 4.

Se aislaron genes de p450 de longitud completa mediante este método de PCR a partir de la biblioteca de ADNc construida. Se usaron cebadores inversos específicos de gen (diseñados a partir de la secuencia en el sentido de 3’ de los fragmentos de p450) y un cebador directo (T3 en el plásmido de la biblioteca) para clonar los genes de longitud completa. Se aislaron, se clonaron y se secuenciaron fragmentos de PCR. Si es necesario, se aplicó una segunda etapa de PCR. En la segunda etapa, se usaron nuevos cebadores directos diseñados a partir de la UTR en 5’ de los P450 clonados junto con los cebadores inversos diseñados a partir de la UTR en 3’ de clones de p450 en las reacciones de PCR posteriores para obtener clones de p450 de longitud completa. Posteriormente se secuenciaron los clones. Full length p450 genes were isolated by this PCR method from the constructed cDNA library. Inverse gene-specific primers (designed from the 3 ′ sense sequence of p450 fragments) and a direct primer (T3 in the library plasmid) were used to clone the full-length genes. PCR fragments were isolated, cloned and sequenced. If necessary, a second stage of PCR was applied. In the second stage, new direct primers designed from the 5 'UTR of the cloned P450 were used together with the inverse primers designed from the 3' UTR of p450 clones in subsequent PCR reactions to obtain clones. of full length p450. Subsequently the clones were sequenced.

Ejemplo 6 Example 6

Caracterización de fragmentos clonados – análisis de transferencia de tipo Southern inversa Cloned fragment characterization - reverse Southern type transfer analysis

Se llevaron a cabo ensayos de transferencia de tipo Southern inversa a gran escala no radioactivos en todos los clones de p450 identificados en ejemplos anteriores para detectar la expresión diferencial. Se observó que el nivel de expresión entre diferentes agrupamientos de p450 era muy diferente. Se llevó a cabo detección en tiempo real adicional en aquéllos con alta expresión. Large-scale non-radioactive inverse Southern blot transfer assays were performed on all p450 clones identified in previous examples to detect differential expression. It was observed that the level of expression between different clusters of p450 was very different. Additional real-time detection was performed in those with high expression.

Se realizaron procedimientos de transferencia de tipo Southern no radioactivos tal como sigue. Southern non-radioactive transfer procedures were performed as follows.

1) Se extrajo el ARN total a partir de hojas convertidoras (58-33) y no convertidoras (58-25) tratadas y no tratadas con etileno usando el kit Rnaeasy de Qiagen tal como se describe en el ejemplo 2. 1) Total RNA was extracted from converting (58-33) and non-converting sheets (58-25) treated and not treated with ethylene using the Riaeasy kit from Qiagen as described in example 2.

2) Se produjo una sonda marcando con cola de biotina un ADNc monocatenario derivado de ARN enriquecido en poli A+ generado en la etapa anterior. Se generó este ADNc monocatenario marcado mediante RT-PCR del ARN total convertidor y no convertidor (Invitrogen) tal como se describe en el ejemplo 3 con la excepción del uso de oligo dT biotinilado como cebador (Promega). Se usaron éstos como sonda para hibridar con el ADN clonado. 2) A probe was produced by biotin labeling a single stranded cDNA derived from poly A +-enriched RNA generated in the previous step. This single-stranded cDNA labeled by RT-PCR of the total converter and non-converting RNA (Invitrogen) was generated as described in example 3 with the exception of the use of biotinylated oligo dT as a primer (Promega). These were used as a probe to hybridize with the cloned DNA.

3) Se digirió el ADN de plásmido con la enzima de restricción EcoR1 y se procesó en geles de agarosa. Se secaron simultáneamente los geles y se transfirieron a dos membranas de nailon (Biodyne B). Se hibridó una membrana con sonda convertidora y la otra con sonda no convertidora. Se reticularon las membranas con luz UV (parámetro de autorreticulación, 254 nm, Stratagene, Stratalinker) antes de la hibridación. 3) Plasmid DNA was digested with restriction enzyme EcoR1 and processed on agarose gels. The gels were dried simultaneously and transferred to two nylon membranes (Biodyne B). One membrane was hybridized with a converting probe and the other with a non-converting probe. The membranes were crosslinked with UV light (self-crosslinking parameter, 254 nm, Stratagene, Stratalinker) before hybridization.

Alternativamente, se amplificaron los insertos mediante PCR a partir de cada plásmido usando las secuencias ubicadas en ambos brazos del plásmido p-GEM, T3 y SP6, como cebadores. Se analizaron los productos de PCR mediante procesamiento en geles de agarosa Ready-to-run de 96 pocillos. Se sometieron los insertos confirmados a transferencia puntual sobre dos membranas de nailon. Se hibridó una membrana con sonda convertidora y la otra con sonda no convertidora. Alternatively, the inserts were amplified by PCR from each plasmid using the sequences located in both arms of plasmid p-GEM, T3 and SP6, as primers. PCR products were analyzed by processing in 96-well Ready-to-run agarose gels. Confirmed inserts were subjected to timely transfer on two nylon membranes. One membrane was hybridized with a converting probe and the other with a non-converting probe.

4) Se hibridaron las membranas y se lavaron siguiendo las instrucciones del fabricante con la modificación de rigurosidad de lavado (Enzo MaxSence kit, Enzo Diagnostics, Inc, Farmingdale, NY). Se hibridaron previamente las membranas con tampón de hibridación (formamida tamponada con SSC 2x, que contiene detergente y potenciadores de la hibridación) a 42ºC durante 30 min. y se hibridaron con 10 !l de sonda desnaturaliza durante la noche a 42ºC. Entonces, se lavaron las membranas con tapón de lavado e hibridación 1X 1 vez a temperatura ambiente durante 10 min. y 4 veces a 68ºC durante 15 min. Las membranas estaban listas para el procedimiento de detección. 4) The membranes were hybridized and washed according to the manufacturer's instructions with the modification of washing rigor (Enzo MaxSence kit, Enzo Diagnostics, Inc, Farmingdale, NY). The membranes were previously hybridized with hybridization buffer (2x SSC buffered formamide, containing detergent and hybridization enhancers) at 42 ° C for 30 min. and hybridized with 10 µl of denatured probe overnight at 42 ° C. Then, the membranes were washed with wash plug and 1X hybridization 1 time at room temperature for 10 min. and 4 times at 68 ° C for 15 min. The membranes were ready for the detection procedure.

5) Se detectaron las membranas lavadas mediante marcaje con fosfatasa alcalina mediante detección colorimétrica con NBT/BCIP tal como se describe en el procedimiento de detección del fabricante (Enzo Diagnostics, Inc.). Se bloquearon las membranas durante una hora a temperatura ambiente con disolución de bloqueo 1x, se lavaron 3 veces con reactivos de detección 1X durante 10 min., se lavaron 2 veces con tampón de reacción de prerrevelado 1x durante 5 min. y entonces se revelaron los puntos en disolución de revelado durante 30-45 min. hasta que aparecieron los puntos. El fabricante (Enzo Diagnostics, Inc) proporcionó todos los reactivos. Además, también se realizó un ensayo de tipo Southern inverso a gran escala usando el kit de detección e hibridación KLP Southern siguiendo las instrucciones del fabricante (KPL, Gaithersburg, Maryland). 5) The washed membranes were detected by alkaline phosphatase labeling by colorimetric detection with NBT / BCIP as described in the manufacturer's detection procedure (Enzo Diagnostics, Inc.). The membranes were blocked for one hour at room temperature with 1x blocking solution, washed 3 times with 1X detection reagents for 10 min., Washed twice with 1x pre-revealed reaction buffer for 5 min. and then the points in developing solution were revealed for 30-45 min. until the points appeared. The manufacturer (Enzo Diagnostics, Inc) provided all reagents. In addition, a large-scale inverse Southern type test was also performed using the KLP Southern detection and hybridization kit following the manufacturer's instructions (KPL, Gaithersburg, Maryland).

Ejemplo 7 Example 7

Caracterización de clones - Análisis de transferencia de tipo Northern Clone characterization - Northern type transfer analysis

Como alternativa al análisis de transferencia de tipo Southern, se hibridaron algunas membranas y se detectaron tal como se describe en el ejemplo de ensayos de transferencia tipo Northern. Se usó hibridación de tipo Northern para detectar ARNm expresado de manera diferencial en Nicotiana tal como sigue. As an alternative to Southern type transfer analysis, some membranes were hybridized and detected as described in the example of Northern type transfer assays. Northern type hybridization was used to detect differentially expressed mRNA in Nicotiana as follows.

Se usó un método de cebado al azar para preparar sondas a partir de p450 clonado (sistemas de marcaje de ADN Megaprime, Amersham Biosciences). Se mezclaron los siguientes componentes: 25 ng de molde de ADN desnaturalizado; 4 !l de cada dTTP, dGTP y dCTP no marcado; 5 !l de tampón de reacción; dATP marcado con P32 y 2 !l de Klenow I; y H2O, para llevar la reacción a 50 !l. Se incubó la mezcla en 37ºC durante 1-4 horas, y se detuvo con 2 !l de EDTA 0,5 M. Se desnaturalizó la sonda mediante incubación a 95ºC durante 5 minutos antes de usar. A random priming method was used to prepare probes from cloned p450 (Megaprime DNA labeling systems, Amersham Biosciences). The following components were mixed: 25 ng denatured DNA template; 4 µl of each dTTP, dGTP and unmarked dCTP; 5 µl of reaction buffer; dATP marked with P32 and 2 µl of Klenow I; and H2O, to bring the reaction to 50 µl. The mixture was incubated at 37 ° C for 1-4 hours, and stopped with 2 µl of 0.5 M EDTA. The probe was denatured by incubation at 95 ° C for 5 minutes before use.

Se prepararon muestras de ARN a partir de hojas recientes tratadas y no tratadas con etileno de varios pares de líneas de tabaco. En algunos casos, se usó ARN enriquecido en poli A+. Se llevaron aproximadamente 15 !g de ARN total o 1,8 !g de ARNm (métodos de extracción de ARN y ARNm tal como se describe en el ejemplo 5) a igual volumen con DEPC H2O (5-10 !l). Se añadieron el mismo volumen de tampón de carga (MOPS 1x; formaldehído al 18,5%; formamida al 50%; Ficoll 400 al 4%; azul de bromofenol) y 0,5 !l de EtBr (0,5 !g/!l). Posteriormente se desnaturalizaron las muestras en la preparación para la separación del ARN mediante electroforesis. RNA samples were prepared from recent leaves treated and not treated with ethylene from several pairs of tobacco lines. In some cases, RNA enriched in poly A + was used. Approximately 15 µg of total RNA or 1.8 µg of mRNA (RNA and mRNA extraction methods as described in example 5) were brought to the same volume with DEPC H2O (5-10 µl). The same volume of loading buffer (1x MOPS; 18.5% formaldehyde; 50% formamide; 4% Ficoll 400; bromophenol blue) and 0.5 µL of EtBr (0.5 µg /) were added ! l). The samples were subsequently denatured in preparation for RNA separation by electrophoresis.

Se sometieron a electroforesis las muestras sobre un gel con formaldehído (agarosa al 1%, MOPS 1x, formaldehído 0,6 M) con tampón MOP 1X (ácido morfolinopropanosulfónico 0,4 M; Na-acetato-3 x H2O 0,1 M; EDTA 10 mM; ajustar a pH 7,2 con NaOH). Se transfirió el ARN a una membrana Hybond-N+ (nailon, Amersham Pharmacia Biotech) mediante el método de capilaridad en tampón SSC 10X (NaCl 1,5 M; Na-citrato 0,15 M) durante 24 horas. Se reticularon con UV muestras de membranas con ARN (parámetro de autorreticulación, 254 nm, Stratagene, Stratalinker) antes de la hibridación. Samples were electrophoresed on a gel with formaldehyde (1% agarose, 1x MOPS, 0.6 M formaldehyde) with 1X MOP buffer (0.4 M morpholinopropanesulfonic acid; 0.1 M Na-acetate-3 x H2O; 10 mM EDTA; adjust to pH 7.2 with NaOH). RNA was transferred to a Hybond-N + membrane (nylon, Amersham Pharmacia Biotech) by the capillarity method in 10X SSC buffer (1.5 M NaCl; 0.15 M Na-citrate) for 24 hours. Samples of RNA membranes were crosslinked with UV (self-crosslinking parameter, 254 nm, Stratagene, Stratalinker) before hybridization.

Se hibridó previamente la membrana durante 1-4 horas a 42ºC con 5-10 ml de tampón de prehibridación (SSC 5x; formamida al 50%; disolución de Denhardt 5x; SDS al 1%; ADN no homólogo fragmentado desnaturalizado por calor 1 00 !g/ml). Se desechó el tampón de prehibridación antiguo, y se añadieron nuevo tampón de prehibridación y sonda. Se llevó a cabo la hibridación durante la noche a 42ºC. Se lavó la membrana durante 15 minutos con SSC 2x a temperatura ambiente, seguido por un lavado con SSC 2x. The membrane was previously hybridized for 1-4 hours at 42 ° C with 5-10 ml of prehybridization buffer (5x SSC; 50% formamide; 5x Denhardt solution; 1% SDS; heat-denatured fragmented non-homologous DNA 1,00! g / ml) The old prehybridization buffer was discarded, and new prehybridization buffer and probe were added. Hybridization was carried out overnight at 42 ° C. The membrane was washed for 15 minutes with 2x SSC at room temperature, followed by a 2x SSC wash.

Se llevó a cabo análisis de tipo Northern usando clones de longitud completa en tejido de tabaco obtenido de líneas Burly convertidoras y no convertidoras que se indujeros por el tratamiento con etileno. El fin era identificar los clones de longitud completa que mostraban expresión elevada en líneas convertidoras inducidas con etileno con respecto a líneas convertidoras inducidas con etileno con respecto a líneas Burley no convertidoras inducidas con etileno. Haciendo esto, puede determinarse la relación de funcionalidad de clones de longitud completa comparando diferencias bioquímicas en constituyentes de la hoja entre líneas convertidoras y no convertidoras. Northern type analysis was performed using full-length clones in tobacco tissue obtained from Burly converting and non-converting lines that were induced by ethylene treatment. The purpose was to identify the full-length clones that showed high expression in ethylene-induced converter lines with respect to ethylene-induced converter lines with respect to ethylene-induced Burley non-converting lines. By doing this, the functionality ratio of full length clones can be determined by comparing biochemical differences in leaf constituents between converting and non-converting lines.

Ejemplo 8 Example 8

Immunodetección de p450 codificados por los genes clonados Immunodetection of p450 encoded by cloned genes

Se seleccionaron regiones peptídicas correspondientes a 20-22 aminoácidos de longitud de tres clones de p450 para que 1) tuviesen inferior homología o no tuviesen homología con otros clones y 2) tuviesen buena hidrofilicidad y antigenicidad. La secuencia de aminoácidos de las regiones peptídicas seleccionadas de los clones respectivos de p450 se enumeran a continuación. Se conjugaron los péptidos sintetizados con KHL y entonces se inyectaron en conejos. Se recogieron antisueros 2 y 4 semanas tras la 4ª inyección (Alpha Diagnostic Intl. Inc. San Antonio, TX). Peptide regions corresponding to 20-22 amino acids in length of three clones of p450 were selected so that 1) they had lower homology or did not have homology with other clones and 2) they had good hydrophilicity and antigenicity. The amino acid sequence of the selected peptide regions of the respective clones of p450 are listed below. Peptides synthesized with KHL were conjugated and then injected into rabbits. Antisera were collected 2 and 4 weeks after the 4th injection (Alpha Diagnostic Intl. Inc. San Antonio, TX).

D234-AD1 DIDGSKSKLVKAHRKIDEILG (SEQ ID NO: 8) D234-AD1 DIDGSKSKLVKAHRKIDEILG (SEQ ID NO: 8)

D90a-BB3 RDAFREKETFDENDVEELNY (SEQ ID NO: 9) D90a-BB3 RDAFREKETFDENDVEELNY (SEQ ID NO: 9)

D89-AB1 FKNNGDEDRHFSQKLGDLADKY (SEQ ID NO: 10) D89-AB1 FKNNGDEDRHFSQKLGDLADKY (SEQ ID NO: 10)

Se examinaron los antisueros para determinar la reactividad cruzada con proteínas diana de tejido de planta de tabaco mediante análisis de inmunotransferencia de tipo Western. Se obtuvieron extractos de proteínas brutos a partir de hojas intermedias tratadas con etileno (de 0 a 40 horas) de líneas convertidoras y no convertidoras. Se determinaron las concentraciones de proteína de los extractos usando kit de ensayo de proteína RC DC (BIO-RAD) siguiendo el protocolo del fabricante. Antisera were examined for cross-reactivity with target plant tissue proteins by Western blot analysis. Raw protein extracts were obtained from intermediate sheets treated with ethylene (from 0 to 40 hours) of converting and non-converting lines. Protein concentrations of the extracts were determined using RC DC protein assay kit (BIO-RAD) following the manufacturer's protocol.

Se cargaron dos microgramos de proteína en cada carril y se separaron las proteínas en geles con gradiente del 10% - 20% usando el sistema de SDS-PAGE Laemmli. Se transfirieron las proteínas desde los geles hasta membranas de transferencia de nitrocelulosa PROTRAN (Schleicher & Schuell) con la celda Trans-Blot Semi-Dry (BIO-RAD). Se detectaron proteínas de p450 diana y se visualizaron con el kit de detección de inmunotransferencia de tipo Western ECL Advance (Amersham Biosciences). Se prepararon en conejos anticuerpos primarios frente a los conjugados de péptidos sintéticos-KLH. Se adquirieron de Sigma anticuerpos secundarios frente a IgG de conejo, acoplados con peroxidasa. Se usaron los anticuerpos tanto primario como secundario a diluciones 1:1000. Los anticuerpos mostraron fuerte reactividad frente a una única banda en las inmunotransferencias de tipo Western indicando que los antisueros eran monoespecíficos con respecto al péptido diana de interés. Los antisueros también reaccionaban de manera cruzada con péptidos sintéticos conjugados con KLH. Two micrograms of protein were loaded into each lane and the proteins were separated in gels with 10% -20% gradient using the Laemmli SDS-PAGE system. Proteins were transferred from the gels to PROTRAN nitrocellulose transfer membranes (Schleicher & Schuell) with the Trans-Blot Semi-Dry cell (BIO-RAD). Target p450 proteins were detected and visualized with the Western ECL Advance immunoblot detection kit (Amersham Biosciences). Primary antibodies against the synthetic peptide-KLH conjugates were prepared in rabbits. Secondary antibodies against rabbit IgG, coupled with peroxidase, were acquired from Sigma. Both primary and secondary antibodies were used at 1: 1000 dilutions. The antibodies showed strong reactivity against a single band in Western blots indicating that the antisera were monospecific with respect to the target peptide of interest. The antisera also cross-reacted with synthetic peptides conjugated to KLH.

Ejemplo 9 Example 9

Identidad de ácido nucleico y relación de estructura de fragmentos de ácido nucleico aislados Nucleic acid identity and structure relationship of isolated nucleic acid fragments

Se secuenciaron más de 100 fragmentos de p450 clonados conjuntamente con el análisis de transferencia de tipo Northern para determinar su relación estructural. El enfoque usó cebadores directos basados en cualquiera de dos motivos de p450 comunes ubicados cerca del extremo carboxilo terminal de los genes de p450. Los cebadores directos correspondían a motivos de citocromo p450 FXPERF (SEQ ID NO:11) o GRRXCP(A/G) (SEQ ID NO:12). Los cebadores inversos usaban cebadores convencionales de o bien el plásmido, SP6 o bien T7 ubicados en ambos brazos del plásmido pGEM, o una cola de poli A. El protocolo usado se describe a continuación. More than 100 cloned p450 fragments were sequenced in conjunction with the Northern-type transfer analysis to determine their structural relationship. The approach used direct primers based on any of two common p450 motifs located near the carboxyl terminus of the p450 genes. Direct primers corresponded to cytochrome p450 FXPERF (SEQ ID NO: 11) or GRRXCP (A / G) (SEQ ID NO: 12) motifs. The reverse primers used conventional primers of either the plasmid, SP6 or T7 located on both arms of the pGEM plasmid, or a poly A tail. The protocol used is described below.

Se usó espectrometría para estimar la concentración del ADN bicatenario de partida siguiendo el protocolo del fabricante (Beckman Coulter). Se diluyó el molde con agua a la concentración apropiada, se desnaturalizó mediante calentamiento a 95ºC durante 2 minutos y posteriormente se colocó en hielo. Se preparó en hielo la reacción de secuenciación usando de 0,5 a 10 !l de molde de ADN desnaturalizado, 2 !l de 1,6 pmoles del cebador directo, 8 !l de DTCS Quick Start Master Mix y el volumen total se llevó hasta 20 !l con agua. El programa de termociclado consistió en 30 ciclos del siguiente ciclo: 96ºC durante 20 segundos, 50ºC durante 20 segundos y 60ºC durante 4 minutos seguido por mantenimiento a 4ºC. Spectrometry was used to estimate the concentration of the starting double stranded DNA following the manufacturer's protocol (Beckman Coulter). The mold was diluted with water to the appropriate concentration, denatured by heating at 95 ° C for 2 minutes and then placed on ice. The sequencing reaction was prepared on ice using 0.5 to 10 µl of denatured DNA template, 2 µl of 1.6 pmoles of the direct primer, 8 µl of DTCS Quick Start Master Mix and the total volume was carried up to 20 µl with water. The thermocycling program consisted of 30 cycles of the following cycle: 96 ° C for 20 seconds, 50 ° C for 20 seconds and 60 ° C for 4 minutes followed by maintenance at 4 ° C.

Se detuvo la reacción de secuenciación añadiendo 5 !l de tampón de parada (volumen igual de NaOAc 3 M y EDTA 100 mM y 1 !l de glicógeno 20 mg/ml). Se precipitó la muestra con 60 !l de etanol al 95% frío y se centrifugó a 6000 x g durante 6 minutos. Se desechó el etanol. Se lavó el sedimento 2 veces con 200 !l de etanol al 70% frío. Tras secar el sedimento, se añadieron 40 !l de disolución de SLS y se resuspendió el sedimento. Se cubrió con una capa de aceite mineral. Entonces, la muestra se colocó en el secuenciador automatizado CEQ 8000 para su análisis adicional. The sequencing reaction was stopped by adding 5 µl of stop buffer (equal volume of 3M NaOAc and 100 mM EDTA and 1 µl of 20 mg / ml glycogen). The sample was precipitated with 60 µl of cold 95% ethanol and centrifuged at 6000 x g for 6 minutes. The ethanol was discarded. The sediment was washed twice with 200 µl of 70% cold ethanol. After drying the sediment, 40 µl of SLS solution was added and the sediment was resuspended. It was covered with a layer of mineral oil. Then, the sample was placed in the CEQ 8000 automated sequencer for further analysis.

Con el fin de verificar las secuencias de ácido nucleico, se volvió a secuenciar la secuencia de ácido nucleico en ambas direcciones usando cebadores directos para la región FXPERF (SEQ ID NO:11) o GRRXCP(A/G) (SEQ ID NO:12) del gen de p450 o cebadores inversos para o bien el plásmido o bien la cola de poli A. Se llevó a cabo toda la secuenciación al menos dos veces en ambas direcciones. In order to verify the nucleic acid sequences, the nucleic acid sequence was re-sequenced in both directions using direct primers for the FXPERF region (SEQ ID NO: 11) or GRRXCP (A / G) (SEQ ID NO: 12 ) of the p450 gene or reverse primers for either the plasmid or the poly A tail. All sequencing was carried out at least twice in both directions.

Se compararon las secuencias de ácido nucleico de fragmentos de citocromo p450 entre sí desde la región codificante correspondiente al primer ácido nucleico tras la región que codifica para el motivo GRRXCP(A/G) (SEQ ID NO:12) hasta el codón de terminación. Se seleccionó esta región como indicador de diversidad genética entre las proteínas p450. Se observó un gran número de genes de p450 genéticamente distintos, en exceso de 70 genes, similar al de otras especies de plantas. Con la comparación de secuencias de ácido nucleico, se encontró que los genes podían colocarse en distintos grupos de secuencias basados en su identidad de secuencia. Se encontró que la mejor agrupación única de miembros de p450 se determinaba que eran las secuencias con una identidad de ácido nucleico del 75% o superior. (Véase por ejemplo, la tabla 1 de la publicación de solicitud de patente US 2004/0162420). The nucleic acid sequences of cytochrome p450 fragments were compared with each other from the coding region corresponding to the first nucleic acid after the region coding for the GRRXCP (A / G) motif (SEQ ID NO: 12) to the termination codon. This region was selected as an indicator of genetic diversity among p450 proteins. A large number of genetically distinct p450 genes were observed, in excess of 70 genes, similar to other plant species. With the comparison of nucleic acid sequences, it was found that genes could be placed in different groups of sequences based on their sequence identity. It was found that the best single cluster of p450 members was determined to be sequences with a nucleic acid identity of 75% or higher. (See, for example, table 1 of patent application publication US 2004/0162420).

La reducción del porcentaje de identidad dio como resultado grupos significativamente más grandes. Se observó una agrupación preferida para las secuencias con una identidad de ácido nucleico del 81% o superior, una agrupación más preferida con una identidad de ácido nucleico del 91% o superior y una agrupación lo más preferida para las secuencias con una identidad de ácido nucleico del 99% o superior. La mayoría de los grupos contenían al menos dos miembros y frecuentemente tres o más miembros. Otros no se descubrieron repetidamente, lo que sugiere que el enfoque tomado podía aislar ARNm tanto de alta como de baja expresión en el tejido usado. The reduction in the percentage of identity resulted in significantly larger groups. A preferred cluster was observed for sequences with a nucleic acid identity of 81% or higher, a more preferred cluster with a nucleic acid identity of 91% or higher and a most preferred cluster for sequences with a nucleic acid identity 99% or higher. The majority of the groups contained at least two members and often three or more members. Others were not discovered repeatedly, suggesting that the approach taken could isolate mRNA from both high and low expression in the tissue used.

Usando la tecnología de chips génicos para identificar genes que se expresan de manera diferencial en líneas de tabaco convertidoras frente a no convertidoras, se determinó que D121-AA8 tenía inducción reproducible en líneas convertidoras tratadas con etileno. Basándose en estos resultados, se identificó el gen D121-AA8 (cuya secuencia de ADNc es la secuencia de SEQ ID NO:3; figura 3) como el gen de nicotina desmetilasa de tabaco de interés. Using gene chip technology to identify genes that are differentially expressed in converting versus non-converting tobacco lines, it was determined that D121-AA8 had reproducible induction in converter lines treated with ethylene. Based on these results, the D121-AA8 gene (whose cDNA sequence is the sequence of SEQ ID NO: 3; Figure 3) was identified as the tobacco nicotine demethylase gene of interest.

En vista de la regla de nomenclatura de p450, el gen de nicotina desmetilasa de tabaco es novedoso y pertenece a la clase CYP82E (The Arabidopsis Genome Initiative (AGI) y The Arabidopsis Information Resource (TAIR); Frank, Plant Physiol. 110:1035-1046, 1996; Whitbred et al., Plant Physiol. 124:47-58, 2000); Schopfer y Ebel, Mol. Gen. Genet. 258: 315-322, 1998; y Takemoto et al., Plant Cell Physiol. 40:1232-1242, 1999). In view of the p450 nomenclature rule, the tobacco nicotine demethylase gene is novel and belongs to the CYP82E class (The Arabidopsis Genome Initiative (AGI) and The Arabidopsis Information Resource (TAIR); Frank, Plant Physiol. 110: 1035 -1046, 1996; Whitbred et al., Plant Physiol. 124: 47-58, 2000); Schopfer and Ebel, Mol. Gen. Genet. 258: 315-322, 1998; and Takemoto et al., Plant Cell Physiol. 40: 1232-1242, 1999).

Ejemplo 10 Example 10

Análisis bioquímico de la nicotina desmetilasa de tabaco Biochemical analysis of tobacco nicotine demethylase

Los análisis bioquímicos, por ejemplo, tal como se describió en solicitudes presentadas previamente, determinaron que la secuencia de SEQ ID NO:3 codifica para una nicotina desmetilasa de tabaco (SEQ ID NO:4; figura 3). Biochemical analyzes, for example, as described in previously submitted applications, determined that the sequence of SEQ ID NO: 3 encodes a tobacco nicotine demethylase (SEQ ID NO: 4; Figure 3).

En particular, se confirmó la función del clon candidato (D121-AA8), como el gen codificante para nicotina desmetilasa, sometiendo a ensayo la actividad enzimática de p450 expresado de manera heteróloga en células de levadura tal como sigue. In particular, the function of the candidate clone (D121-AA8), as the coding gene for nicotine demethylase, was confirmed by testing the enzymatic activity of p450 expressed heterologously in yeast cells as follows.

1. Construcción del vector de expresión de levadura 1. Construction of the yeast expression vector

Se clonó la supuesta secuencia codificante de proteína del ADNc que codifica para la nicotina desmetilasa de tabaco (D121AA8) en el vector de expresión de levadura pYeDP60. Se introdujeron sitios BamHI y MfeI apropiados (subrayados a continuación) mediante cebadores de PCR que contienen estas secuencias o bien en el sentido de 5’ del codón de inicio de la traducción (ATG) o bien en el sentido de 3’ del codón de terminación (TAA). El MfeI en el producto de PCR amplificado es compatible con el sitio EcoRI en el vector. Los cebadores usados para amplificar el ADNc fueron 5’-TAGCTACGCGGATCCATGCTTTCTCCCATAGAAGCC-3’ (SEQ ID NO:27) y 5’-CTGGATCACAATTGTTAGTGATGGTGATGGTGATGCGATCCTCTATAAAG CTCAGGTGCCAGGC-3’ (SEQ ID NO: 28). Se incorporó un segmento de secuencia que codifica para nueve aminoácidos extra en el extremo C-terminal de la proteína, que incluye seis histidinas, en el cebador inverso para facilitar la expresión de p450 etiquetado con 6-His tras la inducción. Se ligaron los productos de PCR en el vector YeDP60 tras digestiones enzimáticas en la orientación sentido con referencia al promotor GAL10-CYC1. Se verificó la construcción apropiada del vector de expresión de levadura mediante análisis con enzimas de restricción y secuenciación de ADN. The supposed protein coding sequence of the cDNA encoding tobacco nicotine demethylase (D121AA8) was cloned into the yeast expression vector pYeDP60. Appropriate BamHI and MfeI sites (underlined below) were introduced by PCR primers containing these sequences either in the 5 'direction of the translation start codon (ATG) or in the 3' direction of the termination codon (TAA). The MfeI in the amplified PCR product is compatible with the EcoRI site in the vector. The primers used to amplify the cDNA were 5'-TAGCTACGCGGATCCATGCTTTCTCCCATAGAAGCC-3 '(SEQ ID NO: 27) and 5'-CTGGATCACAATTGTTAGTGATGGTGATGGTGATGCGATCCTCTATAAAG CTCAGGTGCCAGGC-3' (SEQ ID NO: 28). A sequence segment coding for nine extra amino acids was incorporated into the C-terminal end of the protein, which includes six histidines, in the reverse primer to facilitate the expression of p450 labeled with 6-His after induction. The PCR products in the YeDP60 vector were ligated after enzymatic digestions in the sense orientation with reference to the GAL10-CYC1 promoter. Appropriate construction of the yeast expression vector was verified by restriction enzyme analysis and DNA sequencing.

2. 2.
Transformación de levadura Yeast Transformation

Se transformó la línea de levadura WAT11, modificada para expresar NADPH-citocromo p450 reductasa ATR1 de Arabidopsis, con los plásmidos de ADNc pYeDP60-p450. Se mezclaron cincuenta microlitros de suspensión celular de levadura WAT11 con �1 !g de ADN de plásmido en una cubeta con separación de electrodo de 0,2 cm. Se aplicó un pulso a 2,0 kV mediante un electroporador Eppendorf (modelo 2510). Se extendieron las células sobre placas de SGI (bactocasaminoácidos 5 g/l, base nitrogenada de levadura sin aminoácidos 6,7 g/l, glucosa 20 g/l, DL-triptofano 40 mg/l, agar 20 g/l). Se confirmaron los transformantes mediante análisis de PCR llevado a cabo directamente en colonias seleccionadas al azar. The WAT11 yeast line, modified to express NADPH-cytochrome p450 reductase ATR1 from Arabidopsis, was transformed with the cDNA plasmids pYeDP60-p450. Fifty microliters of WAT11 yeast cell suspension was mixed with !1 µg of plasmid DNA in a 0.2 cm electrode separating cell. A pulse at 2.0 kV was applied using an Eppendorf electroporator (model 2510). Cells were spread on SGI plates (bactocasamino acids 5 g / l, nitrogenous yeast base without amino acids 6.7 g / l, glucose 20 g / l, DL-tryptophan 40 mg / l, agar 20 g / l). Transformants were confirmed by PCR analysis carried out directly in randomly selected colonies.

3.3.
Expresión de p450 en células de levadura transformadas  Expression of p450 in transformed yeast cells

Se usaron colonias de levadura individuales para inocular 30 ml de medio SGI (bactocasaminoácidos 5 g/l, base nitrogenada de levadura sin aminoácidos 6,7 g/l, glucosa 20 g/l, DL-triptófano 40 mg/l) y se hicieron crecer a 30ºC durante aproximadamente 24 horas. Se diluyó 1:50 una alícuota de este cultivo en 1000 ml de medio YPGE (extracto de levadura 10 g/l, bactopeptona 20 g/l, glucosa 5 g/l, etanol 30 ml/l) y se hicieron crecer hasta que se consumió completamente la glucosa tal como se indica mediante el cambio colorimétrico de una tira reactiva de urianálisis Diastix (Bayer, Elkhart, IN). Se inició la inducción de p450 clonado añadiendo DL-galactosa hasta una concentración final del 2%. Se hicieron crecer los cultivos durante 20 horas adicionales antes de usarse para el ensayo de la actividad in vivo o para la preparación de microsomas. Individual yeast colonies were used to inoculate 30 ml of SGI medium (bactocasamino acids 5 g / l, nitrogenous yeast base without amino acids 6.7 g / l, glucose 20 g / l, DL-tryptophan 40 mg / l) and made grow at 30 ° C for approximately 24 hours. An aliquot of this culture was diluted 1:50 in 1000 ml of YPGE medium (yeast extract 10 g / l, bactopeptone 20 g / l, glucose 5 g / l, ethanol 30 ml / l) and grown until it was completely consumed glucose as indicated by the colorimetric change of a Diastix urinalysis test strip (Bayer, Elkhart, IN). The induction of cloned p450 was started by adding DL-galactose to a final concentration of 2%. Cultures were grown for an additional 20 hours before being used for in vivo activity testing or for the preparation of microsomes.

De usaron células de levadura WAT11 que expresan pYeDP60-CYP71D20 (un p450 que cataliza la hidroxilación de 5-epi-aristoloqueno y 1-desoxicapsidiol en Nicotiana tabacum) como control para la expresión de p450 y ensayos de actividad enzimática. They used WAT11 yeast cells that express pYeDP60-CYP71D20 (a p450 that catalyzes the hydroxylation of 5-epi-aristoloquene and 1-deoxycoxysidiol in Nicotiana tabacum) as a control for p450 expression and enzyme activity assays.

Para evaluar la eficacia de la expresión en levadura del p450 en gran detalle, se llevó a cabo espectroscopia de diferencia de CO reducido. El espectro de CO reducido presentaba un pico a 450 nm de proteínas de las cuatro líneas de levadura transformadas con p450. No se observaron picos similares en los microsomas de la levadura control o la levadura control con vector. Los resultados indicaron que las proteínas p450 se expresaban eficazmente en las líneas de levaduras que albergaban el pYeDP60-CYP 450. Las concentraciones de proteína p450 expresada en microsoma de levadura oscilaba entre 45 y 68 nmoles/mg de proteína total. To evaluate the efficacy of yeast expression of p450 in great detail, reduced CO difference spectroscopy was performed. The reduced CO spectrum showed a peak at 450 nm of proteins from the four yeast lines transformed with p450. No similar peaks were observed in the microsomes of the control yeast or vector control yeast. The results indicated that p450 proteins were effectively expressed in the yeast lines that harbored the pYeDP60-CYP 450. The concentrations of p450 protein expressed in yeast microsome ranged from 45 to 68 nmoles / mg of total protein.

4. Ensayo enzimático in vivo 4. Enzyme assay in vivo

Se sometió a ensayo la actividad nicotina desmetilasa en las células de levadura transformadas alimentando el cultivo de levadura con DL-Nicotina (pirrolidina-2-14C). Se añadió nicotina marcada con 14C (54 mCi/mmol) a 75 !l del cultivo inducido con galactosa para proporcionar una concentración final de 55 !M. Se incubó el cultivo de ensayo con agitación en tubos de polipropileno de 14 ml durante 6 horas y se extrajo con 900 !l de metanol. Tras centrifugar, se separaron 20 !l del extracto de metanol con una rp-HPLC y se cuantificó la fracción de nornicotina mediante LSC. Nicotine demethylase activity in the transformed yeast cells was tested by feeding the yeast culture with DL-Nicotine (pyrrolidine-2-14C). 14C-labeled nicotine (54 mCi / mmol) was added to 75 µl of the galactose-induced culture to provide a final concentration of 55 µM. The test culture was incubated with shaking in 14 ml polypropylene tubes for 6 hours and extracted with 900 µl of methanol. After centrifuging, 20 µl of the methanol extract was separated with a rp-HPLC and the nornicotine fraction was quantified by LSC.

El cultivo control de WAT11 (pYeDP60-CYP71D20) no convirtió la nicotina en nornicotina, lo que muestra que la cepa de levadura WAT11 no contiene actividades enzimáticas endógenas que puedan catalizar la etapa de bioconversión de nicotina en nornicotina. En cambio, la levadura que expresa el gen de nicotina desmetilasa de tabaco produjo una cantidad detectable de nornicotina, indicando la actividad nicotina desmetilasa del producto de traducción de SEQ ID NO:3. The control culture of WAT11 (pYeDP60-CYP71D20) did not convert nicotine into nornicotine, which shows that the yeast strain WAT11 does not contain endogenous enzymatic activities that can catalyze the bioconversion stage of nicotine into nornicotine. In contrast, the yeast expressing the tobacco nicotine demethylase gene produced a detectable amount of nornicotine, indicating the nicotine demethylase activity of the translation product of SEQ ID NO: 3.

5. Preparación de microsomas de levadura 5. Preparation of yeast microsomes

Tras la inducción con galactosa durante 20 horas, se recogieron células de levadura mediante centrifugación y se lavaron dos veces con tampón TES-M (Tris-HCl 50 mM, pH 7,5, EDTA 1 mM, sorbitol 0,6 M, 2-mercaptoetanol 10 mM). Se resuspendió el sedimento en tampón de extracción (Tris-HCl 50 mM, pH 7,5, EDTA 1 mM, sorbitol 0,6 M, 2mercaptoetanol 2 mM, albúmina sérica bovina al 1%, cóctel de inhibidores de proteasas (Roche) a 1 comprimido/50 ml). Entonces se rompieron las células con perlas de vidrio (0,5 mm de diámetro, Sigma) y se centrifugó el extracto celular durante 20 min. a 20.000 x g para eliminar residuos celulares. El sobrenadante se sometió a ultracentrifugación a 100.000 x g durante 60 min. y el sedimento resultante contenía la fracción microsomal. Se suspendió la fracción microsomal en tampón TEG-M (Tris-HCl 50 mM, pH 7,5, EDTA 1 mM, glicerol al 20% y 2mercaptoetanol 1,5 mM) a una concentración de proteína de 1 mg/ml. Se almacenaron las preparaciones After induction with galactose for 20 hours, yeast cells were collected by centrifugation and washed twice with TES-M buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, 0.6 M sorbitol, 2- 10 mM mercaptoethanol). The sediment was resuspended in extraction buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, 0.6 M sorbitol, 2 mM 2-mercaptoethanol, 1% bovine serum albumin, protease inhibitor cocktail (Roche) a 1 tablet / 50 ml). The cells were then broken with glass beads (0.5 mm in diameter, Sigma) and the cell extract was centrifuged for 20 min. at 20,000 x g to remove cell debris. The supernatant was subjected to ultracentrifugation at 100,000 x g for 60 min. and the resulting sediment contained the microsomal fraction. The microsomal fraction was suspended in TEG-M buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, 20% glycerol and 1.5 mM 2-mercaptoethanol) at a protein concentration of 1 mg / ml. The preparations were stored

5 microsomales en un congelador de nitrógeno líquido hasta su uso. 5 microsomals in a liquid nitrogen freezer until use.

6. Ensayo de actividad enzimática en preparaciones microsomales de levadura 6. Enzyme activity test in microsomal yeast preparations

Se llevaron a cabo ensayos de actividad nicotina desmetilasa con preparaciones microsomales de levadura. En particular, se obtuvo DL-Nicotina (pirrolidina-2-14C) de Moravek Biochemicals y tenía una actividad específica de 54 mCi/mmol. Se adquirieron clorpromazina (CPZ) y citocromo c oxidado (cit. C), ambos inhibidores de P450, de Sigma. 10 La forma reducida de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) es el donador de electrones típico para citocromo P450 mediante la NADPH:citocromo P450 reductasa. Se omitió NADPH para la incubación control. El ensayo enzimático de rutina incluía proteínas microsomales (aproximadamente 1 mg/ml), NADPH 6 mM y nicotina marcada con 14C 55 !M. La concentración de CPZ y cit. C, cuando se usaron, fue de 1 mM y 100 !M, respectivamente. La reacción se llevó a cabo a 25ºC durante 1 hora y se detuvo con la adición de 300 !l de metanol 15 a cada mezcla de reacción de 25 !l. Tras la centrifugación, se separaron 20 !l del extracto de metanol con un sistema de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) (Agilent) de fase inversa usando una columna cromatográfica Inertsil ODS-3 3 ! (150 x 4,6 mm) de Varian. La fase móvil isocrática era la mezcla de metanol y tampón fosfato de potasio 50 mM, pH 6,25, con una razón de 60:40 (v/v) y la velocidad de flujo era de 1 ml/min. Se recogió el pico de nornicotina, tal como se determinó mediante comparación con nornicotina no marcada auténtica y Nicotine demethylase activity assays were carried out with microsomal yeast preparations. In particular, DL-Nicotine (pyrrolidine-2-14C) was obtained from Moravek Biochemicals and had a specific activity of 54 mCi / mmol. Chlorpromazine (CPZ) and oxidized cytochrome c (cit. C), both inhibitors of P450, from Sigma were purchased. 10 The reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) is the typical electron donor for cytochrome P450 through NADPH: cytochrome P450 reductase. NADPH was omitted for control incubation. The routine enzyme assay included microsomal proteins (approximately 1 mg / ml), 6 mM NADPH and nicotine labeled with 14C 55 µM. The concentration of CPZ and cit. C, when used, was 1 mM and 100 µM, respectively. The reaction was carried out at 25 ° C for 1 hour and stopped with the addition of 300 µl of methanol 15 to each 25 µl reaction mixture. After centrifugation, 20 µl of the methanol extract was separated with a reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC) (Agilent) system using an Inertsil ODS-3 3! (150 x 4.6 mm) from Varian. The isocratic mobile phase was the mixture of methanol and 50 mM potassium phosphate buffer, pH 6.25, with a ratio of 60:40 (v / v) and the flow rate was 1 ml / min. The nornicotine peak was collected, as determined by comparison with authentic unlabeled nornicotine and

20 se sometió a contador de centelleo líquido 2900 tri-carb (LSC) (Perkin Elmer) para la cuantificación. Se calculó la actividad de la nicotina desmetilasa basándose en la producción de nornicotina marcada con 14C durante 1 hora de incubación. 20 was subjected to 2900 tri-carb liquid scintillation counter (LSC) (Perkin Elmer) for quantification. The activity of nicotine demethylase was calculated based on the production of nornicotine labeled with 14C for 1 hour of incubation.

Las preparaciones microsomales a partir de células de levadura control que expresaban CYP71D20 no tenían ninguna actividad nicotina desmetilasa microsomal. Por el contrario, las muestras microsomales obtenidas de células 25 de levadura que expresaban el gen de nicotina desmetilasa de tabaco mostraron niveles significativos de actividad nicotina desmetilasa. La actividad nicotina desmetilasa requería NADPH y se mostró que se inhibía por inhibidores específicos de p450, lo que concuerda con que la nicotina desmetilasa de tabaco es un p450. La actividad enzimática para nicotina desmetilasa de tabaco (D121-AA8) era de aproximadamente 10,8 pKat/mg de proteína tal como se calculó mediante la intensidad radioactiva y las concentraciones de proteína. Un conjunto típico de Microsomal preparations from control yeast cells expressing CYP71D20 had no microsomal nicotine demethylase activity. In contrast, microsomal samples obtained from yeast cells that expressed the tobacco nicotine demethylase gene showed significant levels of nicotine demethylase activity. Nicotine demethylase activity required NADPH and was shown to be inhibited by specific inhibitors of p450, which is consistent with the fact that tobacco nicotine demethylase is a p450. The enzymatic activity for tobacco nicotine demethylase (D121-AA8) was approximately 10.8 pKat / mg protein as calculated by radioactive intensity and protein concentrations. A typical set of

30 resultados de ensayos enzimáticos obtenidos para las células de levadura se muestra en la tabla 1. 30 results of enzymatic assays obtained for yeast cells are shown in table 1.

TABLA 1: ACTIVIDAD DESMETILASA EN MICROSOMAS DE CÉLULAS DE LEVADURA QUE EXPRESAN D121-AA8 y P450 CONTROL TABLE 1: DEMTILLATION ACTIVITY IN MICROSOMAS OF YEAST CELLS EXPRESSING D121-AA8 and P450 CONTROL

Muestra Sample
Microsomas Microsomas + clorpromazina 1 mM Microsomas + citocromo C 100 !M Microsomas -NADPH Microsomes Microsomes + 1 mM chlorpromazine Microsomes + cytochrome C 100! M -NADPH microsomes

D121-AA8 D121-AA8
10,8 ± 1,2* pkat/mg de proteína 1,4 ± 1,3 pkat/mg de proteína 2,4 ± 0,7 pkat/mg de proteína 0,4 ± 0,1 pkat/mg de proteína 10.8 ± 1.2 * pkat / mg protein 1.4 ± 1.3 pkat / mg protein 2.4 ± 0.7 pkat / mg protein 0.4 ± 0.1 pkat / mg protein

Control (CYP71D20) Control (CYP71D20)
No detectado No detectado No detectado No detectado Not detected Not detected Not detected Not detected

*Resultados promedio de 3 réplicas. * Average results of 3 replicas.

Conjuntamente, estos experimentos demostraron que la nicotina desmetilasa de tabaco de longitud completa Together, these experiments demonstrated that full-length tobacco nicotine demethylase

35 clonada (SEQ ID NO:3; D121-AA8) codifica para una proteína de citocromo p450 que cataliza la conversión de nicotina en nornicotina cuando se expresa en levadura. Cloned (SEQ ID NO: 3; D121-AA8) encodes a cytochrome p450 protein that catalyzes the conversion of nicotine to nornicotine when expressed in yeast.

Ejemplo 11 Example 11

Identidad de secuencia de aminoácidos relacionada de fragmentos de ácido nucleico aislados Related amino acid sequence identity of isolated nucleic acid fragments

Se dedujeron las secuencias de aminoácidos de secuencias de ácido nucleico obtenidas para fragmentos de The amino acid sequences of nucleic acid sequences obtained for fragments of

40 citocromo p450 del ejemplo 8. La región deducida correspondía al aminoácido inmediatamente tras el motivo de secuencia GXRXCP(A/G) (SEQ ID NO:13) hasta el extremo carboxilo terminal, o codón de terminación. Al comparar la identidad de secuencia de los fragmentos, se observó una agrupación única para las secuencias con una identidad de aminoácidos del 70% o superior. Se observó una agrupación preferida para las secuencias con una identidad de aminoácidos del 80% o superior, más preferida con una identidad de aminoácidos del 90% o superior, y una agrupación lo más preferida para las secuencias con una identidad de aminoácidos del 99% o superior. Se encontró que varias de las secuencias de ácido nucleico únicas tienen identidad de aminoácidos completa con respecto a otros fragmentos y por tanto sólo se notificó un miembro con el aminoácido idéntico. Cytochrome p450 of Example 8. The deduced region corresponded to the amino acid immediately after the sequence motif GXRXCP (A / G) (SEQ ID NO: 13) to the carboxyl terminus, or termination codon. When comparing the sequence identity of the fragments, a unique grouping was observed for the sequences with an amino acid identity of 70% or higher. A preferred grouping was observed for sequences with an amino acid identity of 80% or higher, more preferred with an amino acid identity of 90% or higher, and a most preferred grouping for sequences with an amino acid identity of 99% or higher. It was found that several of the unique nucleic acid sequences have complete amino acid identity with respect to other fragments and therefore only one member with the identical amino acid was reported.

5 Se seleccionó al menos un miembro de cada grupo de identidad de aminoácidos para estudios funcionales y de clonación génica usando plantas. Además, se seleccionaron miembros de los grupos que se ven afectados de manera diferencial por el tratamiento con etileno u otras diferencias biológicas tal como se evaluaron mediante análisis de tipo Northern y Southern para estudios funcionales y de clonación génica. Para ayudar en la clonación génica, estudios de expresión y evaluaciones de plantas completas, pueden prepararse anticuerpos específicos de péptido basándose en la identidad de secuencia y la secuencia diferencial. 5 At least one member of each amino acid identity group was selected for functional and gene cloning studies using plants. In addition, members of the groups that were differentially affected by treatment with ethylene or other biological differences were selected as assessed by Northern and Southern analysis for functional and gene cloning studies. To aid in gene cloning, expression studies and evaluations of whole plants, peptide specific antibodies can be prepared based on sequence identity and differential sequence.

Ejemplo 12 Example 12

Identidad de secuencia de aminoácidos relacionada de clones de longitud completa Related amino acid sequence identity of full length clones

Se dedujo la secuencia de ácido nucleico de genes de Nicotiana de longitud completa clonados en el ejemplo 5 para determinar su secuencia de aminoácidos entera. Se identificaron genes de citocromo p450 mediante la presencia de 15 tres motivos de dominio p450 conservados, que correspondían a UXXRXXZ (SEQ ID NO:14), PXRFXF (SEQ ID NO:15) o GXRXC (SEQ ID NO:16) en el extremo carboxilo terminal en los que U es E o K, X es cualquier aminoácido y Z es P, T, S o M. Se caracterizaron todos los genes de p450 para determinar su identidad de aminoácidos usando un programa BLAST que comparaba sus secuencias de longitud completa entre sí y frente a genes de tabaco conocidos. El programa usó la herramienta BLAST especial del NCBI (alineación de dos secuencias (b12seq), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/b12seq/b12.html). Se alinearon dos secuencias en BLASTN sin filtro para las secuencias de ácido nucleico y BLASTP para las secuencias de aminoácidos. Basándose en su porcentaje de identidad de aminoácidos, se agrupó cada secuencia en grupos de identidad en los que la agrupación contenía miembros que compartían una identidad de al menos el 85% con otro miembro. Se observó una agrupación preferida para las secuencias con una identidad de aminoácidos del 90% o superior, una agrupación más preferida The nucleic acid sequence of full length Nicotiana genes cloned in Example 5 was deduced to determine its entire amino acid sequence. Cytochrome p450 genes were identified by the presence of three three conserved p450 domain motifs, corresponding to UXXRXXZ (SEQ ID NO: 14), PXRFXF (SEQ ID NO: 15) or GXRXC (SEQ ID NO: 16) at the end carboxyl terminal in which U is E or K, X is any amino acid and Z is P, T, S or M. All p450 genes were characterized to determine their amino acid identity using a BLAST program comparing their full length sequences each other and against known tobacco genes. The program used the NCBI special BLAST tool (two sequence alignment (b12seq), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/b12seq/b12.html). Two sequences were aligned in BLASTN without filter for nucleic acid sequences and BLASTP for amino acid sequences. Based on their percentage of amino acid identity, each sequence was grouped into identity groups in which the grouping contained members who shared an identity of at least 85% with another member. A preferred cluster was observed for sequences with an amino acid identity of 90% or higher, a more preferred cluster

25 tenía una identidad de aminoácidos del 95% o superior y una agrupación lo más preferida tenía las secuencias con una identidad de aminoácidos del 99% o superior. Se dedujo que la secuencia de aminoácidos del gen nicotina desmetilasa de longitud completa tenía la secuencia proporcionada en SEQ ID NO:4 (figura 3). 25 had an amino acid identity of 95% or higher and a most preferred grouping had sequences with an amino acid identity of 99% or higher. It was deduced that the amino acid sequence of the full-length nicotine demethylase gene had the sequence provided in SEQ ID NO: 4 (Figure 3).

Ejemplo 13 Example 13

Clones de citocromo p450 de Nicotiana que carecen de uno o más de los dominios específicos de P450 de tabaco Nicotiana cytochrome p450 clones lacking one or more of the specific P450 domains of tobacco

Cuatro clones tenían alta homología de ácido nucleico, que oscilaba entre el 90% y el 99% de homología de ácido nucleico. Sin embargo, debido a un desplazamiento del marco de lectura de nucleótidos estos genes no contenían uno o más de los tres dominios de citocromo p450 del extremo C terminal y se excluyeron de los grupos de identidad. Four clones had high nucleic acid homology, which ranged between 90% and 99% nucleic acid homology. However, due to a shift in the nucleotide reading frame these genes did not contain one or more of the three cytochrome p450 domains of the C-terminus and were excluded from the identity groups.

Ejemplo 14 Example 14

35 Uso de fragmentos y clones de citocromo p450 de Nicotiana en la regulación alterada de las cualidades del tabaco 35 Use of Nicotiana cytochrome p450 fragments and clones in the altered regulation of tobacco qualities

El uso de fragmentos de ácido nucleico de p450 o genes enteros de tabaco es útil en la identificación y selección de las plantas que tienen fenotipos de tabaco o constituyentes de tabaco alterados y, de manera más importante, metabolitos alterados. Se generan plantas de tabaco transgénicas mediante una variedad de sistemas de transformación que incorporan fragmentos de ácido nucleico o genes de longitud completa, seleccionados de los notificados en el presente documento, en orientaciones para o bien regulación por disminución, por ejemplo orientación antisentido, o bien sobreexpresión, por ejemplo, orientación sentido y similares. Para la sobreexpresión en genes de longitud completa, es deseable cualquier secuencia de ácido nucleico que codifica para la totalidad o una parte funcional o secuencia de aminoácidos de los genes de longitud completa descritos en esta invención. Tales secuencias de ácido nucleico son eficaces deseablemente para aumentar la expresión de una determinada The use of p450 nucleic acid fragments or whole tobacco genes is useful in the identification and selection of plants that have altered tobacco phenotypes or constituents of tobacco and, more importantly, altered metabolites. Transgenic tobacco plants are generated by a variety of transformation systems that incorporate nucleic acid fragments or full length genes, selected from those reported herein, in orientations for either regulation by decrease, for example antisense orientation, or overexpression, for example, sense orientation and the like. For overexpression in full length genes, any nucleic acid sequence encoding all or a functional part or amino acid sequence of the full length genes described in this invention is desirable. Such nucleic acid sequences are desirably effective in increasing the expression of a given

45 enzima y por tanto dan como resultado un efecto fenotípico dentro de Nicotiana. Se obtienen líneas de Nicotiana que son homocigotas a través de una serie de retrocruzamientos y se evalúan para determinar cambios fenotípicos incluyendo, pero sin limitarse a, análisis de ARN de p450 endógeno, transcritos, péptidos expresados de p450 y concentraciones de metabolitos vegetales usando técnicas comúnmente disponibles para un experto habitual en la técnica. Los cambios presentados en las plantas de tabaco proporcionan información sobre el papel funcional del gen de interés seleccionado o son de uso como especies de plantas de Nicotiana preferidas. Enzyme and therefore result in a phenotypic effect within Nicotiana. Nicotiana lines that are homozygous are obtained through a series of backcrossing and are evaluated to determine phenotypic changes including, but not limited to, endogenous p450 RNA analysis, transcripts, expressed p450 peptides and plant metabolite concentrations using commonly used techniques. available to a person skilled in the art. The changes presented in tobacco plants provide information on the functional role of the gene of interest selected or are of use as preferred Nicotiana plant species.

Ejemplo 15 Example 15

Clonación de la nicotina desmetilasa de tabaco genómica a partir de tabaco Burley convertidor Cloning of genomic tobacco nicotine demethylase from Burley tobacco converter

Se extrajo ADN genómico de línea de planta de tabaco Burley convertidora 4407-33 (una línea 4407 de variedad de Nicotiana tabacum) usando el kit Qiagen Plant Easy tal como se describe en los ejemplos anteriores (véase también el procedimiento del fabricante). Genomic DNA from Burley converting tobacco plant line 4407-33 (a 4407 line of Nicotiana tabacum variety) was extracted using the Qiagen Plant Easy kit as described in the previous examples (see also the manufacturer's procedure).

5 Se diseñaron los cebadores basándose en la región promotora 5’ y UTR en 3’ clonadas en ejemplos anteriores. Los cebadores directos fueron 5’-GGC TCT AGA TAA ATC TCT TAA GTT ACT AGG TTC TAA-3’ (SEQ ID NO:17) y 5’-TCT CTA AAG TCC CCT TCC-3’ (SEQ ID NO:25) y los cebadores inversos fueron 5’-GGC TCT AGA AGT CAA TTA TCT TCT ACA AAC CTT TAT ATA TTA GC-3’ (SEQ ID NO:18), y 5’-CCA GCA TTC CTC AAT TTC-3’ (SEQ ID NO:26). Se aplicó PCR al ADN genómico 4407-33 con 100 !l de mezcla de reacción. Se usó la enzima de alta fidelidad Pfx para la amplificación por PCR. Se visualizó el producto de PCR en gel de agarosa al 1% tras la electroforesis. Se observó una única banda con un peso molecular de aproximadamente 3,5 kb y se cortó del gel. Se purificó la banda resultante usando un kit de purificación de gel (Qiagen; basándose en el procedimiento del fabricante). Se digirió el ADN purificado mediante la enzima Xba I (NEB; usada según las instrucciones del fabricante). Se digirió el plásmido pBluescript con Xba I usando el mismo procedimiento. Se purificó en gel el 5 Primers were designed based on promoter region 5 ’and UTR in 3’ cloned in previous examples. The direct primers were 5'-GGC TCT AGA TAA ATC TCT TAA GTT ACT AGG TTC TAA-3 '(SEQ ID NO: 17) and 5'-TCT CTA AAG TCC CCT TCC-3' (SEQ ID NO: 25) and the reverse primers were 5'-GGC TCT AGA AGT CAA TTA TCT TCT ACA AAC CTT TAT ATA TTA GC-3 '(SEQ ID NO: 18), and 5'-CCA GCA TTC CTC AAT TTC-3' (SEQ ID NO : 26). PCR was applied to genomic DNA 4407-33 with 100 µl of reaction mixture. The high fidelity enzyme Pfx was used for PCR amplification. The 1% agarose gel PCR product was visualized after electrophoresis. A single band with a molecular weight of approximately 3.5 kb was observed and cut from the gel. The resulting band was purified using a gel purification kit (Qiagen; based on the manufacturer's procedure). The purified DNA was digested by the enzyme Xba I (NEB; used according to the manufacturer's instructions). Plasmid pBluescript was digested with Xba I using the same procedure. The gel was purified on

15 fragmento y se ligó en el plásmido pBluescript. Se transformó la mezcla de ligación en la célula competente GM1O9 y se sembró en placa sobre placas con LB que contenían 100 mg/l de ampicilina con selección azul/blanco. Se recogieron las colonias blancas y se hicieron crecer en 10 ml de medio líquido LB que contenía ampicilina. Se extrajo el ADN mediante miniprep. Se secuenció el ADN de plásmido que contenía el inserto usando un secuenciador CEQ 2000 (Beckman, Fullerton, California) basándose en el procedimiento del fabricante. Se los cebadores de T3 y T7 y otros 8 cebadores internos para secuenciar. Se ensambló la secuencia y se analizó, proporcionando así la secuencia genómica (SEQ ID NO:1; figuras 2-1 a 2-3). 15 fragment and ligated into plasmid pBluescript. The ligation mixture was transformed into the competent GM1O9 cell and plated onto LB plates containing 100 mg / l ampicillin with blue / white selection. The white colonies were collected and grown in 10 ml of LB liquid medium containing ampicillin. The DNA was extracted by miniprep. Plasmid DNA containing the insert was sequenced using a CEQ 2000 sequencer (Beckman, Fullerton, California) based on the manufacturer's procedure. Be the T3 and T7 primers and 8 other internal primers to sequence. The sequence was assembled and analyzed, thus providing the genomic sequence (SEQ ID NO: 1; Figures 2-1 to 2-3).

La comparación de la secuencia de SEQ ID NO:1 con la secuencia de SEQ ID NO:3 permitió la determinación de un único intrón dentro de la parte codificante del gen (identificado como la secuencia de SEQ ID NO:5; figura 4). Tal como se muestra en la figura 1, la estructura genómica de la nicotina desmetilasa de tabaco incluye dos exones que The comparison of the sequence of SEQ ID NO: 1 with the sequence of SEQ ID NO: 3 allowed the determination of a single intron within the coding part of the gene (identified as the sequence of SEQ ID NO: 5; Figure 4). As shown in Figure 1, the genomic structure of tobacco nicotine demethylase includes two exons that

25 flanquean un único intrón. El primer exón abarca los nucleótidos 2010 a 2949 de SEQ ID NO:1, que codifican para los aminoácidos 1-313 de SEQ ID NO:2, y el segundo exón abarca los nucleótidos 3947 a 4562 de SEQ ID NO:1, que codifican para los aminoácidos 314-517 de SEQ ID NO:2. Por consiguiente, el intrón abarca los nucleótidos 2950-3946 de SEQ ID NO:1. La secuencia del intrón se proporciona en la figura 4 y es la de SEQ ID NO:5. El producto de traducción de la secuencia de ADN genómico se proporciona en la figura 2-1 como la secuencia de SEQ ID NO:2. La secuencia de aminoácidos de la nicotina desmetilasa de tabaco contiene un motivo de anclaje a la membrana del retículo endoplasmático. 25 flank a single intron. The first exon encompasses nucleotides 2010 to 2949 of SEQ ID NO: 1, which code for amino acids 1-313 of SEQ ID NO: 2, and the second exon encompasses nucleotides 3947 to 4562 of SEQ ID NO: 1, which encode for amino acids 314-517 of SEQ ID NO: 2. Accordingly, the intron encompasses nucleotides 2950-3946 of SEQ ID NO: 1. The intron sequence is provided in Figure 4 and is that of SEQ ID NO: 5. The translation product of the genomic DNA sequence is provided in Figure 2-1 as the sequence of SEQ ID NO: 2. The amino acid sequence of tobacco nicotine demethylase contains a reason for anchoring to the endoplasmic reticulum membrane.

Ejemplo 16 Example 16

Clonación de secuencias flanqueantes en 5’ (SEQ ID NO:6) y UTR en 3’ (SEQ ID NO:7) a partir de tabaco convertidor Cloning of flanking sequences in 5 ’(SEQ ID NO: 6) and UTR in 3’ (SEQ ID NO: 7) from tobacco converter

35 A. Aislamiento de ADN total a partir de tejido de hojas de tabaco convertidor 35 A. Isolation of total DNA from tissue of converting tobacco leaves

Se aisló ADN genómico a partir de hojas de tabaco convertidor 4407-33. Se llevó a cabo el aislamiento del ADN usando un kit DNeasy Plant Mini de la compañía Qiagen, Inc. (Valencia, Ca) según el protocolo del fabricante (véase manual del fabricante Dneasy’ Plant Mini and DNeasy Plant Maxi Handbook, Qiagen enero de 2004). El procedimiento para la preparación del ADN incluía las siguientes etapas: se molió tejido de hojas de tabaco (aproximadamente 20 mg de peso seco) para dar un polvo fino bajo nitrógeno líquido durante 1 minuto. Se transfirió el polvo de tejido a un tubo de 1,5 ml. Se añadieron tampón AP1 (400 !l) y 4 !l de disolución madre de ARNasa (100 mg/ml) a un máximo de 100 mg de tejido de hoja molido y se agitó con vórtex vigorosamente. Se incubó la mezcla durante 10 min. a 65ºC y se mezcló 2-3 veces durante la incubación mediante inversión del tubo. Entonces, se añadió al lisado tampón AP2 (130 !l). Se mezcló la mezcla y se incubó durante 5 min. sobre hielo. Se aplicó el lisado 45 a una columna QIAshredder Mini Spin y se centrifugó durante 2 min. (14,000 rpm). Se transfirió la fracción no retenida a un nuevo tubo sin alterar el sedimento de residuo celular. Entonces, se añadió tampón AP3/E (1,5 volúmenes) al lisado clarificado y se mezcló con pipeteo. Se aplicó la mezcla (650 !l) de la etapa precedente incluyendo cualquier precipitado a una columna DNeasy Mini Spin. Se centrifugó la mezcla durante 1 min. a >6000 x g (>8000 rpm) y se desechó la fracción no retenida. Esto se repitió con la muestra restante y se desecharon la fracción no retenida y el tubo de recogida. Se colocó la columna DNeasy Mini Spin en un nuevo tubo de recogida de 2 ml. Entonces, se añadió tampón AW (500 !l) a la columna DNeasy y se centrifugó durante 1 min. (>8000 rpm). Se desechó la fracción no retenida. Se volvió a usar el tubo de recogida en la siguiente etapa. Entonces, se añadió tampón AW (500 !l) a la columna DNeasy y se centrifugó durante 2 min. (>14.000 rpm) con el fin de secar la membrana. Se transfirió la columna DNeasy a un tubo de 1,5 ml. Entonces, se pipeteó tampón AE (100 !l) sobre la 55 membrana DNeasy. Se incubó la mezcla durante 5 min. a temperatura ambiente (15-25ºC) y entonces se centrifugó Genomic DNA was isolated from tobacco leaves converter 4407-33. DNA isolation was carried out using a DNeasy Plant Mini kit from Qiagen, Inc. (Valencia, Ca) according to the manufacturer's protocol (see manufacturer's manual Dneasy 'Plant Mini and DNeasy Plant Maxi Handbook, Qiagen January 2004 ). The procedure for DNA preparation included the following steps: tobacco leaf tissue (approximately 20 mg dry weight) was ground to give a fine powder under liquid nitrogen for 1 minute. The tissue powder was transferred to a 1.5 ml tube. AP1 buffer (400 µl) and 4 µl of RNase stock solution (100 mg / ml) were added to a maximum of 100 mg of ground leaf tissue and vortexed vigorously. The mixture was incubated for 10 min. at 65 ° C and mixed 2-3 times during incubation by inverting the tube. Then, AP2 buffer (130 µl) was added to the lysate. The mixture was mixed and incubated for 5 min. on ice. Lysate 45 was applied to a QIAshredder Mini Spin column and centrifuged for 2 min. (14,000 rpm). The non-retained fraction was transferred to a new tube without altering the sediment of cell debris. Then, AP3 / E buffer (1.5 volumes) was added to the clarified lysate and mixed with pipetting. The mixture (650 µl) of the preceding step was applied including any precipitate to a DNeasy Mini Spin column. The mixture was centrifuged for 1 min. at> 6000 x g (> 8000 rpm) and the non-retained fraction was discarded. This was repeated with the remaining sample and the non-retained fraction and the collection tube were discarded. The DNeasy Mini Spin column was placed in a new 2 ml collection tube. Then, AW buffer (500 µl) was added to the DNeasy column and centrifuged for 1 min. (> 8000 rpm). The non-retained fraction was discarded. The collection tube was reused in the next stage. Then, AW buffer (500 µl) was added to the DNeasy column and centrifuged for 2 min. (> 14,000 rpm) in order to dry the membrane. The DNeasy column was transferred to a 1.5 ml tube. Then, AE buffer (100 µl) was pipetted onto the DNeasy membrane. The mixture was incubated for 5 min. at room temperature (15-25 ° C) and then centrifuged

durante 1 min. (>8000 rpm) para eluir. for 1 min. (> 8000 rpm) to elute.

Se estimó la calidad y la cantidad del ADN procesando las muestras en un gel de agarosa. The quality and quantity of DNA was estimated by processing the samples on an agarose gel.

B. Clonación de secuencias flanqueantes en 5’ del gen estructural B. Cloning of 5 ’flanking sequences of the structural gene

Se usó un método de PCR inversa modificado para clonar 750 nucleótidos de las secuencias flanqueantes en 5’ del gen estructural de SEQ ID NO:1. En primer lugar, se seleccionaron enzimas de restricción apropiadas basándose en el sitio de restricción en el fragmento de secuencia conocida y la distancia de los sitios de restricción en el sentido de 3’ de las secuencias flanqueantes en 5’. Se diseñaron los cebadores basándose en este fragmento conocido. Se ubicó el cebador directo en el sentido de 3’ del cebador inverso. Se ubicó el cebador inverso en la parte 3’ del fragmento conocido. A modified reverse PCR method was used to clone 750 nucleotides of the 5 ’flanking sequences of the structural gene of SEQ ID NO: 1. First, appropriate restriction enzymes were selected based on the restriction site in the fragment of known sequence and the distance of the restriction sites in the 3 'sense of the 5' flanking sequences. Primers were designed based on this known fragment. The direct primer was located in the 3 ’direction of the reverse primer. The reverse primer was placed in the 3 ’part of the known fragment.

El procedimiento de clonación incluyó las siguientes etapas: The cloning procedure included the following stages:

Se digirió el ADN genómico purificado (5 !g) con 20-40 unidades de la enzima de restricción apropiada (EcoRI y SpeI) en una mezcla de reacción de 50 !l. Se llevó a cabo una electroforesis en gel de agarosa con un volumen 1/10 de la mezcla de reacción para determinar si se digirió el ADN hasta el final. Se llevó a cabo una ligación directa tras la digestión completa mediante ligación durante la noche a 4ºC. Se ligó una mezcla de reacción de 200 !l que contenía 10 !l de ADN digerido y 0,2 !l de ADN ligasa de T4 (NEB) durante la noche a 4ºC. Se llevó a cabo PCR sobre la reacción de ligación tras obtenerse un genoma circular artificial pequeño. Se llevó a cabo la PCR con 10 !l de reacción de ligación y 2 cebadores de fragmentos conocidos en dos direcciones diferentes en 50 !l de mezcla de reacción. Se aplicó un programa de PCR en gradiente con temperaturas de apareamiento de 45-56ºC. The purified genomic DNA (5 µg) was digested with 20-40 units of the appropriate restriction enzyme (EcoRI and SpeI) in a 50 µl reaction mixture. An agarose gel electrophoresis was carried out with a 1/10 volume of the reaction mixture to determine if the DNA was digested to the end. Direct ligation was carried out after complete digestion by overnight ligation at 4 ° C. A reaction mixture of 200 µl containing 10 µl of digested DNA and 0.2 µl of T4 DNA ligase (NEB) was ligated overnight at 4 ° C. PCR was carried out on the ligation reaction after obtaining a small artificial circular genome. PCR was carried out with 10 µl of ligation reaction and 2 primers of known fragments in two different directions in 50 µl of reaction mixture. A gradient PCR program with mating temperatures of 45-56 ° C was applied.

Se llevó a cabo electroforesis en gel de agarosa para comprobar la reacción de PCR. Se cortó la banda deseada del gel y se usó un kit de purificación de gel QIAquick de QIAGEN para purificar la banda. Se ligaron fragmentos de PCR purificados en un vector pGEM-T Easy (Promega, Madison, WI) siguiendo las instrucciones del fabricante. Se extrajeron los plásmidos de ADN transformados mediante miniprep. usando el kit SV Miniprep (Promega, Madison, WI) siguiendo las instrucciones del fabricante. Se secuenció el ADN de plásmido que contenía el inserto usando un secuenciador CEQ 2000 (Beckman, Fullerton, CA). Se clonaron aproximadamente 758 nt (nucleótidos 1241-2009 de SEQ ID NO:1) de la secuencia flanqueante en 5’ mediante el método descrito anteriormente. Agarose gel electrophoresis was performed to check the PCR reaction. The desired gel band was cut and a QIAquick gel purification kit from QIAGEN was used to purify the band. Purified PCR fragments were ligated into a pGEM-T Easy vector (Promega, Madison, WI) following the manufacturer's instructions. Transformed DNA plasmids were extracted by miniprep. using the SV Miniprep kit (Promega, Madison, WI) following the manufacturer's instructions. Plasmid DNA containing the insert was sequenced using a CEQ 2000 sequencer (Beckman, Fullerton, CA). Approximately 758 nt (nucleotides 1241-2009 of SEQ ID NO: 1) of the 5 ′ flanking sequence were cloned by the method described above.

C. Clonación de las secuencias flanqueantes en 5’ más largas (SEQ ID NO:6; figura 5) del gen estructural C. Cloning of 5 ’longer flanking sequences (SEQ ID NO: 6; figure 5) of the structural gene

Se usó el kit BD GenomeWalker Universal (Clontech laboratories, Inc., PaloAlto, CA) para clonar una secuencia flanqueante en 5’ adicional del gen estructural, D121-AA8 según el manual de usuario del fabricante (véase el manual del fabricante BD GenomeWalker agosto de 2004). Se sometieron a prueba el tamaño y la pureza del ADN genómico de tabaco procesando muestras en un gel de agarosa al 0,5%. Se establecieron un total de 4 reacciones de extremos romos (DRA I, STU I, ECOR V, PVU II) para la construcción de paseo genómico de 33 bibliotecas de tabaco. Tras la purificación de los ADN digeridos, se ligaron los ADN genómicos digeridos al adaptador para paseo genómico. Se aplicaron reacciones de PCR primarias a los cuatro ADN digeridos usando cebador adaptador AP1 y el cebador específico de gen de D121-AA8 (CTCTATTGATACTAGCTGGTTTTGGAC; SEQ ID NO: 19). Se usaron los productos de PCR primarios directamente como moldes para la PCR anidada. Se usaron el cebador anidado adaptador proporcionado por el kit y el cebador anidado del clon conocido D121-AA8 (SEQ ID NO:3) (GGAGGGAGAGTATAACTTACGGATTC; SEQ ID NO:20) en la reacción de PCR. Se comprobaron los productos de PCR mediante procesamiento por electroforesis en gel. Las bandas deseadas se cortaron del gel, y se purificaron los fragmentos de PCR usando el kit de purificación de gel QIAquick de QIAGEN. Se ligaron los fragmentos de PCR purificados en un vector pGEM-T Easy (Promega, Madison, WI) siguiendo las instrucciones del fabricante. Se extrajeron los plásmidos de ADN transformados mediante miniprep. usando el kit SV Miniprep (Promega, Madison, WI) y siguiendo las instrucciones del fabricante. Se secuenció el ADN de plásmido que contenía el inserto usando un secuenciador CEQ 2000 (Beckman, Fullerton, CA). Se clonaron otros aproximadamente 853 nt de la secuencia flanqueante en 5’, incluyendo los nucleótidos 399-1240 de SEQ ID NO:1, mediante el método descrito anteriormente. The BD GenomeWalker Universal kit (Clontech laboratories, Inc., PaloAlto, CA) was used to clone an additional 5 'flanking sequence of the structural gene, D121-AA8 according to the manufacturer's user manual (see manufacturer's manual BD GenomeWalker August of 2004). The size and purity of the genomic tobacco DNA were tested by processing samples on a 0.5% agarose gel. A total of 4 blunt end reactions (DRA I, STU I, ECOR V, PVU II) were established for the construction of a genomic walkway of 33 tobacco libraries. After purification of the digested DNAs, the digested genomic DNAs were ligated to the genomic path adapter. Primary PCR reactions were applied to the four digested DNAs using AP1 adapter primer and the D121-AA8 gene specific primer (CTCTATTGATACTAGCTGGTTTTGGAC; SEQ ID NO: 19). Primary PCR products were used directly as templates for nested PCR. The nested adapter primer provided by the kit and the nested primer of known clone D121-AA8 (SEQ ID NO: 3) (GGAGGGAGAGTATAACTTACGGATTC; SEQ ID NO: 20) were used in the PCR reaction. PCR products were checked by gel electrophoresis processing. The desired bands were cut from the gel, and the PCR fragments were purified using the QIAquick gel purification kit from QIAGEN. The purified PCR fragments were ligated into a pGEM-T Easy vector (Promega, Madison, WI) following the manufacturer's instructions. Transformed DNA plasmids were extracted by miniprep. using the SV Miniprep kit (Promega, Madison, WI) and following the manufacturer's instructions. Plasmid DNA containing the insert was sequenced using a CEQ 2000 sequencer (Beckman, Fullerton, CA). Approximately 853 nt of the 5 ’flanking sequence was cloned, including nucleotides 399-1240 of SEQ ID NO: 1, by the method described above.

Se realizó una segunda ronda del paseo genómico según el mismo método con la diferencia de que se usaron los siguientes cebadores GWR1A (5’-AGTAACCGATTGCTCACGTTATCCTC-3’) (SEQ ID NO:21) y GWR2A (5’-CTCTATTCAACCCCACACGTAACTG-3’) (SEQ ID NO:22). Se clonaron otros aproximadamente 398 nt de la secuencia flanqueante, incluyendo los nucleótidos 1-398 de SEQ ID NO:1, mediante este método. A second round of the genomic walk was performed according to the same method with the difference that the following primers GWR1A (5'-AGTAACCGATTGCTCACGTTATCCTC-3 ') (SEQ ID NO: 21) and GWR2A (5'-CTCTATTCAACCCCACACGGACTACT-3') were used (SEQ ID NO: 22). Approximately 398 nt of the flanking sequence, including nucleotides 1-398 of SEQ ID NO: 1, were cloned by this method.

Una búsqueda de elementos reguladores reveló que, además de la caja “TATA”, las cajas “CAAT” y las cajas “GAGA”, están presentes varios sitios de reconocimiento similares a MYB y elementos de especificidad de órgano en la región promotora de la nicotina desmetilasa de tabaco. También están presentes supuestos elementos de respuesta a estimulantes y elementos regulados por nitrógeno, identificados usando métodos convencionales, en la región promotora. A search for regulatory elements revealed that, in addition to the “TATA” box, the “CAAT” boxes and the “GAGA” boxes, several recognition sites similar to MYB and organ specificity elements are present in the nicotine promoter region tobacco demethylase Also present are stimulatory response elements and nitrogen-regulated elements, identified using conventional methods, in the promoter region.

D. Clonación de secuencias flanqueantes en 3’ del gen estructural D. Cloning of 3 ’flanking sequences of the structural gene

Se usó el kit BD GenomeWalker Universal (Clontech laboratories, Inc., PaloAlto, CA) para clonar la secuencia flanqueante en 3’ del gen estructural, D121-AA8 según el manual de usuario del fabricante. El procedimiento de clonación es el mismo que se describe en la sección C precedente de este ejemplo, excepto por los cebadores 5 específicos de gen. Se diseñó el primer cebador a partir de las proximidades al extremo del gen estructural D121-AA8 (5’-CTA AAC TCT GGT CTG ATC CTG ATA CTT-3’) (SEQ ID NO:23). Se diseñó el cebador anidado adicionalmente en el sentido de 3’ del cebador 1 del gen estructural D 121-AA8 (CTA TAC GTA AGG TAA ATC CTG TGG AAC) (SEQ ID NO:24). Se comprobaron los productos de PCR finales mediante electroforesis en gel. Se cortaron las bandas deseadas del gel. Se purificaron los fragmentos de PCR usando el kit de purificación de gel 10 QIAquick de QIAGEN. Se ligaron los fragmentos de PCR purificados en un vector pGEM-T Easy (Promega, Madison, WI) siguiendo las instrucciones del fabricante. Se extrajeron los plásmidos de ADN transformados mediante miniprep. usando el kit SV Miniprep (Promega, Madison, WI) siguiendo las instrucciones del fabricante. Se secuenció el ADN de plásmido que contenía el inserto usando un secuenciador CEQ 2000 (Beckman, Fullerton, CA). Se clonaron aproximadamente 1617 nucleótidos de la secuencia flanqueante en 3’ adicional (nucleótidos 4731-6347 The BD GenomeWalker Universal kit (Clontech laboratories, Inc., PaloAlto, CA) was used to clone the 3 ’flanking sequence of the structural gene, D121-AA8 according to the manufacturer's user manual. The cloning procedure is the same as described in the preceding section C of this example, except for gene specific primers. The first primer was designed from the proximities to the end of the structural gene D121-AA8 (5’-CTA AAC TCT GGT CTG ATC CTG ATA CTT-3 ’) (SEQ ID NO: 23). The nested primer was further designed in the 3 ’sense of primer 1 of structural gene D 121-AA8 (CTA TAC GTA AGG TAA ATC CTG TGG AAC) (SEQ ID NO: 24). Final PCR products were checked by gel electrophoresis. The desired bands of the gel were cut. The PCR fragments were purified using the QIAquEN 10 QIAquick gel purification kit. The purified PCR fragments were ligated into a pGEM-T Easy vector (Promega, Madison, WI) following the manufacturer's instructions. Transformed DNA plasmids were extracted by miniprep. using the SV Miniprep kit (Promega, Madison, WI) following the manufacturer's instructions. Plasmid DNA containing the insert was sequenced using a CEQ 2000 sequencer (Beckman, Fullerton, CA). Approximately 1617 nucleotides of the flanking sequence were cloned into an additional 3 ’(nucleotides 4731-6347

15 de SEQ ID NO:1) mediante el método descrito anteriormente. La secuencia de ácido nucleico de la región de UTR en 3’ se muestra en la figura 6. SEQ ID NO 15: 1) by the method described above. The nucleic acid sequence of the UTR region at 3 ’is shown in Figure 6.

Los documentos WO 03/078577, WO 2004/035745, PCT/US/2004/034218 y PCT/US/2004/034065 se citan en el presente documento. WO 03/078577, WO 2004/035745, PCT / US / 2004/034218 and PCT / US / 2004/034065 are cited herein.

Lista de secuencias Sequence list

20 <110> U. S. Smokeless Tobacco Company et al. 20 <110> U. S. Smokeless Tobacco Company et al.

<120> Clon genómico de nicotina desmetilasa de tabaco y usos del mismo <120> Genomic clone of tobacco nicotine demethylase and uses thereof

<130> 07678/141WO13 <130> 07678 / 141WO13

<150> 11/xxx.xxx <150> 11 / xxx.xxx

<151> 25 <150> 60/665.451 <151> 25 <150> 60 / 665,451

<151> <151>

<150> 60/665.097 <150> 60 / 665.097

<151> <151>

<150> 60/646.764 30 <151> <150> 60 / 646,764 30 <151>

<150> 60/607.357 <150> 60 / 607,357

<151> <151>

<150> 60/566.235 <150> 60 / 566,235

<151> 35 <150> 10/934.944 <151> 35 <150> 10 / 934,944

<151> <151>

<150> 10/943.507 <150> 10 / 943.507

<151> <151>

<150> Documento PCT/US04/034218 <150> Document PCT / US04 / 034218

<151> <151>

<150> Documento PCT/US04/034065 <150> Document PCT / US04 / 034065

<151> <151>

<160> 29 5 <170> PatentIn versión 3.3 <160> 29 5 <170> PatentIn version 3.3

<210> 1 <210> 1

<211> 6347 <211> 6347

<212> ADN <212> DNA

<213> Nicotiana tabacum 10 <400> 1 <213> Nicotiana tabacum 10 <400> 1

<210> 2 <210> 2

<211> 517 <211> 517

<212> PRT <212> PRT

<213> Nicotiana tabacum <213> Nicotiana tabacum

<400> 2 <400> 2

<210> 3 <210> 3

<211> 1554 <211> 1554

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia codificante del gen de nicotina desmetilasa de tabaco <213> Sequence coding for the tobacco nicotine demethylase gene

<400> 3 <210> 4 <400> 3 <210> 4

<211> 517 <211> 517

<212> PRT <212> PRT

<213> Gen de nicotina desmetilasa de tabaco <213> Tobacco nicotine demethylase gene

<400> 4 <400> 4

<210> 5 <210> 5

<211> 998 <211> 998

<212> ADN <212> DNA

<213> Intrón del gen de nicotina desmetilasa de tabaco <213> Intron of the tobacco nicotine demethylase gene

<400> 5 <210> 6 <400> 5 <210> 6

<211> 2009 <211> 2009

<212> ADN <212> DNA

<213> Promotor del gen de nicotina desmetilasa de tabaco <213> Tobacco Nicotine Demethylase Gene Promoter

<400> 6 <400> 6

<210> 7 <210> 7

<211> 1786 <211> 1786

<212> ADN <212> DNA

<213> UTR en 3’ del gen de nicotina desmetilasa de tabaco <213> UTR in 3 ’of the tobacco nicotine demethylase gene

<400> 7 <210> 8 <400> 7 <210> 8

<211> 21 <211> 21

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Péptido sintetizado <223> Synthesized Peptide

<400> 8 <400> 8

5 <210> 9 5 <210> 9

<211> 20 <211> 20

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> 10 <223> Péptido sintetizado <220> 10 <223> Synthesized Peptide

<400> 9 <400> 9

<210> 10 <210> 10

<211> 22 15 <212> PRT <211> 22 15 <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Péptido sintetizado <223> Synthesized Peptide

<400> 10 <400> 10

<210> 11 <210> 11

<211> 6 <211> 6

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Secuencia consenso del motivo p450 conservado <223> Consensus sequence of the preserved p450 motif

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (2)..(2) <222> (2) .. (2)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<400> 11 <400> 11

<210> 12 <210> 12

<211> 7 <211> 7

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Secuencia consenso del motivo p450 conservado <223> Consensus sequence of the preserved p450 motif

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (4)..(4) <222> (4) .. (4)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (7)..(7) <222> (7) .. (7)

<223> Xaa = Ala o Gly <223> Xaa = Ala or Gly

<400> 12 <400> 12

<210> 13 <210> 13

<211> 7 <211> 7

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Secuencia consenso del motivo p450 conservado <223> Consensus sequence of the preserved p450 motif

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (2)..(2) <222> (2) .. (2)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (4)..(4) <222> (4) .. (4)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (7)..(7) <222> (7) .. (7)

<223> Xaa = Ala o Gly <223> Xaa = Ala or Gly

<400> 13 <400> 13

<210> 14 <210> 14

<211> 7 <211> 7

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Secuencia consenso del motivo p450 conservado <223> Consensus sequence of the preserved p450 motif

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (1).. (1) <222> (1) .. (1)

<223> Xaa = Glu o Lys <223> Xaa = Glu or Lys

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (2)..(3) <222> (2) .. (3)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (5)..(6) <222> (5) .. (6)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (7)..(7) <222> (7) .. (7)

<223> Xaa = Pro, Thr, Ser, o Met <223> Xaa = Pro, Thr, Ser, or Met

<400> 14 <400> 14

<210> 15 <210> 15

<211> 6 <211> 6

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Secuencia consenso del motivo p450 conservado <223> Consensus sequence of the preserved p450 motif

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (2).. (2) <222> (2) .. (2)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (5)..(5) <222> (5) .. (5)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<400> 15 <210> 16 <400> 15 <210> 16

<211> 5 <211> 5

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Secuencia consenso del motivo p450 conservado <223> Consensus sequence of the preserved p450 motif

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (2).. (2) <222> (2) .. (2)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (4)..(4) <222> (4) .. (4)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<400> 16 <400> 16

<210> 17 <210> 17

<211> 36 <211> 36

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 17 <400> 17

<210> 18 <210> 18

<211> 44 <211> 44

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 18 <400> 18

<210> 19 <210> 19

<211> 27 <211> 27

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 19 <400> 19

<210> 20 <210> 20

<211> 26 <211> 26

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 20 <400> 20

<210> 21 <210> 21

<211> 26 <211> 26

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 21 <400> 21

<210> 22 <210> 22

<211> 25 <212> ADN <211> 25 <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 22 <400> 22

<210> 23 <210> 23

<211> 27 <211> 27

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 23 <400> 23

<210> 24 <210> 24

<211> 27 <211> 27

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 24 <400> 24

<210> 25 <210> 25

<211> 18 <211> 18

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 25 <400> 25

<210> 26 <210> 26

<211> 18 <211> 18

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 26 <400> 26

<210> 27 <210> 27

<211> 36 <211> 36

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 27 <400> 27

<210> 28 <210> 28

<211> 64 <211> 64

<212> ADN <212> DNA

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Cebador <223> Primer

<400> 28 <400> 28

<210> 29 <210> 29

<211> 7 <211> 7

<212> PRT <212> PRT

<213> Secuencia artificial <213> Artificial sequence

<220> <223> Secuencia consenso para el motivo p450 conservado <220> <223> Consensus sequence for reason p450 preserved

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (2)..(2) 5 <223> Xaa = cualquier aminoácido <222> (2) .. (2) 5 <223> Xaa = any amino acid

<220> <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (4).. (4) <222> (4) .. (4)

<223> Xaa = cualquier aminoácido 10 <220> <223> Xaa = any amino acid 10 <220>

<221> MISC_FEATURE <221> MISC_FEATURE

<222> (6)..(6) <222> (6) .. (6)

<223> Xaa = cualquier aminoácido <223> Xaa = any amino acid

<220> 15 <221> MISC_FEATURE <220> 15 <221> MISC_FEATURE

<222> (7).. (7) <222> (7) .. (7)

<223> Xaa = Gly o Ala <223> Xaa = Gly or Ala

<400> 29 <400> 29

Claims (14)

REIVINDICACIONES 1. Molécula de ácido nucleico aislada que codifica para una nicotina desmetilasa, comprendiendo dicha molécula de ácido nucleico (a) la secuencia de SEQ ID NO:1, o (b) al menos 200 pares de bases consecutivas idénticas a 200 pares de bases consecutivas de SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6 o SEQ ID NO:7. 1. Isolated nucleic acid molecule encoding a nicotine demethylase, said nucleic acid molecule comprising (a) the sequence of SEQ ID NO: 1, or (b) at least 200 consecutive base pairs identical to 200 consecutive base pairs SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7. 5 2. Molécula de ácido nucleico aislada según la reivindicación 1, The isolated nucleic acid molecule according to claim 1,
(a)(to)
siendo dicha molécula de ácido nucleico ADN;  said nucleic acid molecule being DNA;
(b)(b)
comprendiendo dicha molécula de ácido nucleico la secuencia de SEQ ID NO:1;  said nucleic acid molecule comprising the sequence of SEQ ID NO: 1;
(c)(C)
codificando dicha molécula de ácido nucleico para una nicotina desmetilasa que comprende la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2;  encoding said nucleic acid molecule for a nicotine demethylase comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2;
10 (d) estando dicha molécula de ácido nucleico aislada operativamente unida a un promotor funcional en una célula vegetal; o 10 (d) said isolated nucleic acid molecule being operatively linked to a functional promoter in a plant cell; or (e) comprendiendo un promotor que hibrida en condiciones rigurosas con la secuencia de SEQ ID NO:6, o un fragmento que comprende al menos 200 pares de bases consecutivas idénticas a 200 pares de bases consecutivas de SEQ ID NO:6, en el que dicho promotor dirige la transcripción, particularmente en el que el promotor se induce (e) comprising a promoter that hybridizes under stringent conditions with the sequence of SEQ ID NO: 6, or a fragment comprising at least 200 consecutive base pairs identical to 200 consecutive base pairs of SEQ ID NO: 6, in which said promoter directs transcription, particularly in which the promoter is induced 15 tras tratamiento con etileno o durante la senescencia. 15 after treatment with ethylene or during senescence.
3. Ácido nucleico aislado según la reivindicación 1 ó 2, 3. Isolated nucleic acid according to claim 1 or 2,
(a)(to)
en el que la expresión de la nicotina desmetilasa se induce tras tratamiento con etileno o durante la senescencia; o  in which the expression of nicotine demethylase is induced after treatment with ethylene or during senescence; or
(b)(b)
en el que la molécula de ácido nucleico comprende la secuencia de SEQ ID NO:6.  wherein the nucleic acid molecule comprises the sequence of SEQ ID NO: 6.
20 4. Molécula de ácido nucleico aislada según la reivindicación 1, comprendiendo la molécula de ácido nucleico la secuencia de SEQ ID NO:5 o un fragmento que tiene al menos 200 pares de bases consecutivas que puede obtenerse a partir de SEQ ID NO:5. The isolated nucleic acid molecule according to claim 1, the nucleic acid molecule comprising the sequence of SEQ ID NO: 5 or a fragment having at least 200 consecutive base pairs that can be obtained from SEQ ID NO: 5 .
5. Molécula de ácido nucleico aislada según la reivindicación 1, comprendiendo la molécula de ácido nucleico la 5. The isolated nucleic acid molecule according to claim 1, the nucleic acid molecule comprising the secuencia de SEQ ID NO:7 o un fragmento que tiene al menos 200 pares de bases consecutivas que puede 25 obtenerse a partir de SEQ ID NO:7. sequence of SEQ ID NO: 7 or a fragment having at least 200 consecutive base pairs that can be obtained from SEQ ID NO: 7. 6. Planta de tabaco transgénica que tiene con respecto al nivel en una planta control una expresión reducida o actividad enzimática alterada de una nicotina desmetilasa codificada por una molécula de ácido nucleico según la reivindicación 1, 6. A transgenic tobacco plant having a reduced expression or altered enzymatic activity with respect to the level in a control plant of a nicotine demethylase encoded by a nucleic acid molecule according to claim 1, (a) comprendiendo dicha planta transgénica un transgén que tiene una identidad de secuencia del 91% o superior (a) said transgenic plant comprising a transgene having a sequence identity of 91% or higher 30 con SEQ ID NO:1, o con un fragmento de la misma, que, cuando se expresa en dicha planta transgénica, silencia la expresión génica de una nicotina desmetilasa de tabaco endógena; 30 with SEQ ID NO: 1, or with a fragment thereof, which, when expressed in said transgenic plant, silences the gene expression of an endogenous tobacco nicotine demethylase; (b) comprendiendo dicha planta transgénica un transgén que expresa una molécula antisentido de una nicotina desmetilasa de tabaco; (b) said transgenic plant comprising a transgene that expresses an antisense molecule of a tobacco nicotine demethylase; (c) comprendiendo dicha planta transgénica un transgén que codifica para una molécula de ARN bicatenario de una 35 nicotina desmetilasa de tabaco; (c) said transgenic plant comprising a transgene encoding a double stranded RNA molecule of a tobacco nicotine demethylase;
(d)(d)
comprendiendo dicha planta transgénica un transgén que, cuando se expresa en dicha planta transgénica, suprime conjuntamente la expresión de una nicotina desmetilasa de tabaco; o  said transgenic plant comprising a transgene which, when expressed in said transgenic plant, jointly suppresses the expression of a tobacco nicotine demethylase; or
(e)(and)
comprendiendo dicha planta transgénica una deleción en una nicotina desmetilasa endógena codificada por la secuencia de SEQ ID NO:1; y  said transgenic plant comprising a deletion in an endogenous nicotine demethylase encoded by the sequence of SEQ ID NO: 1; Y
40 en la que dicha expresión reducida o actividad enzimática alterada reduce el nivel de nornicotina en dicha planta. 40 wherein said reduced expression or altered enzyme activity reduces the level of nornicotine in said plant.
7. 7.
Planta de tabaco transgénica según la reivindicación 6, en la que dicha nicotina desmetilasa comprende la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2. A transgenic tobacco plant according to claim 6, wherein said nicotine demethylase comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
8. 8.
Componente vegetal de la planta de tabaco según la reivindicación 6, particularmente siendo dicho componente vegetal una semilla, tallo u hoja de tabaco, especialmente en el que dicha hoja está curada. Vegetable component of the tobacco plant according to claim 6, particularly said plant component being a seed, stem or leaf of tobacco, especially in which said leaf is cured.
9. 9.
Producto de tabaco que comprende el componente vegetal según la reivindicación 8. Tobacco product comprising the vegetable component according to claim 8.
10. Semilla de la planta de tabaco según la reivindicación 6, comprendiendo dicha semilla dicho transgén o dicha 5 deleción. 10. The tobacco plant seed according to claim 6, said seed comprising said transgene or said deletion. 11. Método de producción de una nicotina desmetilasa de tabaco, comprendiendo dicho método las etapas de: 11. Method of producing a tobacco nicotine demethylase, said method comprising the steps of:
(a)(to)
proporcionar una célula transformada con una molécula de ácido nucleico aislada según la reivindicación 1;  providing a cell transformed with an isolated nucleic acid molecule according to claim 1;
(b)(b)
cultivar dicha célula transformada en condiciones para expresar dicha molécula de ácido nucleico aislada; y  culturing said transformed cell under conditions to express said isolated nucleic acid molecule; Y
(c) recuperar dicha nicotina desmetilasa de tabaco. 10 12. Nicotina desmetilasa de tabaco recombinante producida según el método de la reivindicación 11. (c) recover said tobacco nicotine demethylase. 12. Recombinant tobacco nicotine demethylase produced according to the method of claim 11.
13. Método de aislamiento de una nicotina desmetilasa de tabaco o fragmento que tiene al menos 200 pares de bases consecutivas de la misma, comprendiendo dicho método las etapas de: 13. Method of isolating a tobacco nicotine demethylase or fragment having at least 200 consecutive base pairs thereof, said method comprising the steps of: (a) poner en contacto la molécula de ácido nucleico según la reivindicación 1 con una preparación de ácido nucleico de una célula vegetal en condiciones de hibridación que proporcionan la detección de secuencias de ácido nucleico (a) contacting the nucleic acid molecule according to claim 1 with a nucleic acid preparation of a plant cell under hybridization conditions that provide for the detection of nucleic acid sequences 15 que tienen una identidad de secuencia de al menos el 70% o superior con un ácido nucleico según la reivindicación 1; y 15 having a sequence identity of at least 70% or greater with a nucleic acid according to claim 1; Y (b) aislar dichas secuencias de ácido nucleico hibridantes. (b) isolate said hybridizing nucleic acid sequences. 14. Método de aislamiento de un ácido nucleico que comprende SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6 o SEQ ID NO:7, o 14. Method of isolation of a nucleic acid comprising SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7, or fragmento que tiene al menos 200 pares de bases consecutivas del mismo, comprendiendo dicho método las etapas 20 de: fragment having at least 200 consecutive base pairs thereof, said method comprising the steps 20 of:
(a)(to)
proporcionar una preparación de ácido nucleico a partir de una célula vegetal;  provide a nucleic acid preparation from a plant cell;
(b)(b)
poner en contacto un par de oligonucleótidos que tienen identidad de secuencia con una región de SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6 o SEQ ID NO:7 con dicha preparación de ácido nucleico en condiciones adecuadas para la amplificación de ADN mediada por reacción en cadena de la polimerasa para producir un producto de reacción en  contacting a pair of oligonucleotides having sequence identity with a region of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7 with said nucleic acid preparation under conditions suitable for reaction-mediated DNA amplification polymerase chain to produce a reaction product in
25 cadena de la polimerasa; y 25 polymerase chain; Y (c) aislar el ácido nucleico o fragmento del mismo producido en la etapa (c). (c) isolate the nucleic acid or fragment thereof produced in step (c).
15. fifteen.
Método según la reivindicación 14, en el que dicha preparación de ácido nucleico es ADN genómico. Method according to claim 14, wherein said nucleic acid preparation is genomic DNA.
16. 16.
Método según la reivindicación 14, en el que dicha preparación de ácido nucleico es ADNc. Method according to claim 14, wherein said nucleic acid preparation is cDNA.
17. 17.
Molécula de ácido nucleico aislada que comprende SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6 o SEQ ID NO:7. Isolated nucleic acid molecule comprising SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7.
30 18. Molécula de ácido nucleico aislada según la reivindicación 17, estando dicha molécula nucleica aislada operativamente unida a una secuencia de ácido nucleico heteróloga. 18. An isolated nucleic acid molecule according to claim 17, said isolated nucleic molecule being operably linked to a heterologous nucleic acid sequence.
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