ITMI991080A1 - GENE ISOLATED BY RICINUS COMMUNIS CODING FOR A NEW PROTEIN THAT INTERACTS WITH THE 12-HYDROXYLASE OIL ENZYME - Google Patents

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Rosa Anna Cifarelli
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Description

Descrizione Description

La presente invenzione riguarda l'identificazione e caratterizzazione di un gene di Ricinus communis (R.communis) che codifica per una proteina in grado di interagire con l'enzima oleato 12-idrossilasi che catalizza l'introduzione di un gruppo idrossilico nella molecola dell'acido oleico trasformandola in acido ricinoleico . The present invention relates to the identification and characterization of a Ricinus communis (R.communis) gene which codes for a protein capable of interacting with the oleate 12-hydroxylase enzyme which catalyzes the introduction of a hydroxyl group in the molecule of oleic acid transforming it into ricinoleic acid.

L'invenzione riguarda inoltre mezzi e metodi per produrre delle piante transgeniche con una composizione di acidi grassi modificata. The invention also relates to means and methods for producing transgenic plants with a modified fatty acid composition.

L’acido ricinoleico (12-idrossi-9-octadecenoico) è un acido grasso monoidrossilato, la cui unica sorgente commerciale è l'olio di semi sintetizzato nell'endosperma dei semi maturi di R.communis, dove esso rappresenta circa il 90% degli acidi grassi idrossilati. Ricinoleic acid (12-hydroxy-9-octadecenoic) is a monohydroxylated fatty acid, the only commercial source of which is the seed oil synthesized in the endosperm of the ripe seeds of R.communis, where it represents about 90% of the hydroxylated fatty acids.

Studi in vivo con traccianti radioattivi indicano che, nell'endosperma dei semi immaturi di R.communis, l'acido ricinoleico (noto anche con il termine ricinoleato) è sintetizzato dalla diretta sostituzione di un doppio legame dell'acido oleico con un gruppo idrossilico (Morris, L.J. 1967, Biochem. Biophys. Res. Commun. 29, 311-315) . Questa reazione è catalizzata dall'enzima oleato 12-idrossilasi la cui attività sembra sia associata al reticolo endoplasmatico. In vivo studies with radioactive tracers indicate that, in the endosperm of immature seeds of R.communis, ricinoleic acid (also known as ricinoleate) is synthesized by the direct replacement of a double bond of oleic acid with a hydroxyl group ( Morris, L.J. 1967, Biochem. Biophys. Res. Commun. 29, 311-315). This reaction is catalyzed by the oleate 12-hydroxylase enzyme whose activity appears to be associated with the endoplasmic reticulum.

Saggi enzimatici indicano che il substrato per l'oleato 12-idrossilasi è l'acido oleico esterificato con la fosfatidilcolina o con un altro fosfolipide; il ricinoleato esterificato viene rilasciato dal complesso lipidico grazie all'intervento di una fosfolipasi A, specifica per gli acidi grassi ossigenati in presenza di ossigeno molecolare, NAD(P)H e citocromo bs- Il NAD(P)H è richiesto per ridurre il citocromo b5/ ■donatore intermedio dell'elettrone per la reazione idrossilasica (Bafor'M. Et al., (1991), Biochem J., 280, 507-514; Smith M.A. et al., (1992), Biochem J, 287, 141-144). L'acido grasso idrossilato è poi trasferito, attraverso la via di Kennedy, al pathway dei triacilgliceroli dove viene accumulato . Enzymatic assays indicate that the substrate for oleate 12-hydroxylase is oleic acid esterified with phosphatidylcholine or with another phospholipid; esterified ricinoleate is released from the lipid complex thanks to the intervention of a phospholipase A, specific for oxygenated fatty acids in the presence of molecular oxygen, NAD (P) H and cytochrome bs- NAD (P) H is required to reduce cytochrome b5 / ■ intermediate electron donor for the hydroxylase reaction (Bafor'M. Et al., (1991), Biochem J., 280, 507-514; Smith M.A. et al., (1992), Biochem J, 287, 141-144). The hydroxylated fatty acid is then transferred, via the Kennedy pathway, to the triacylglycerol pathway where it is accumulated.

L'acido ricinoleico, proprio per la presenza del gruppo ossidrilico, è fra i prodotti naturali più versatili ed ha numerose applicazioni industriali ed alimentari. In particolare, l'acido ricinoleico può essere impiegato nella produzione di vernici, di polimeri tipo nylon-11, farmaci, lubrificanti, cosmetici, resine ed altri materiali. Ricinoleic acid, due to the presence of the hydroxyl group, is one of the most versatile natural products and has numerous industrial and food applications. In particular, ricinoleic acid can be used in the production of paints, nylon-11 type polymers, drugs, lubricants, cosmetics, resins and other materials.

La produzione di acido ricinoleico, tuttavia, è limitata dall'alta suscettibilità alle variazioni climatiche delle colture delle piante di R.communis e dalla tossicità della ricina, allergene presente nei semi di ricino. The production of ricinoleic acid, however, is limited by the high susceptibility to climatic variations of the crops of R.communis plants and by the toxicity of ricin, an allergen present in castor beans.

La possibilità di produrre acido ricinoleico in specie vegetali più tolleranti alle variazioni climatiche e che non contengano sostanze tossiche permetterebbe una maggiore e più semplice produzione ed applicazione dell'acido stesso. The possibility of producing ricinoleic acid in plant species more tolerant to climatic variations and which do not contain toxic substances would allow a greater and simpler production and application of the acid itself.

A tale scopo, recentemente il gene che codifica l'enzima oleato 12-idrossilasi è stato isolato ed utilizzato per trasformare piante come Nicotiana tabacum, Arabidopsis thaliana, Linum usitatissimum e Brassica napus. For this purpose, recently the gene encoding the oleate 12-hydroxylase enzyme was isolated and used to transform plants such as Nicotiana tabacum, Arabidopsis thaliana, Linum usitatissimum and Brassica napus.

In tutti questi casi, comunque, pur osservando un contenuto di acidi grassi alterato, l'aumento di acido ricinoleico risultava basso se non nullo (Broun P. E Somerville C., 1997, Plant Physiol, 113, 933-942). In all these cases, however, while observing an altered fatty acid content, the increase in ricinoleic acid was low if not zero (Broun P. E Somerville C., 1997, Plant Physiol, 113, 933-942).

E' noto che in molti processi biologici, quali la replicazione, la trascrizione od il metabolismo, intervengono ‘complessi enzimatici la cui azione è correlata alla cooperazione di più subunità proteiche. It is known that in many biological processes, such as replication, transcription or metabolism, enzyme complexes intervene whose action is correlated to the cooperation of several protein subunits.

Ad esempio, evidenze della possibile interazione di più proteine nei processi di desaturazione si sono ottenute da studi sull'attività dell'enzima toluene 2-monoossigenasi isolata dal batterio Burkholderia cepacia (Newman L.M., et al., 1995, Biochemistry, 34, 14066-14076). For example, evidence of the possible interaction of several proteins in desaturation processes has been obtained from studies on the activity of the enzyme toluene 2-monooxygenase isolated from the bacterium Burkholderia cepacia (Newman L.M., et al., 1995, Biochemistry, 34, 14066- 14076).

Si è allora ipotizzato che anche le idrossilasi degli acidi grassi vegetali possano far parte di un sistema multicomponente e che, quindi, l'attività idrossilasica dell'enzima oleato 12-idrossilasi di R.communis richieda l'intervento di ulteriori cofattori o proteine . It was then hypothesized that also the hydroxylases of vegetable fatty acids can be part of a multicomponent system and that, therefore, the hydroxylase activity of the enzyme oleate 12-hydroxylase of R.communis requires the intervention of further cofactors or proteins.

E' stato ora individuato e caratterizzato un gene di R.communis che codifica per una nuova proteina in grado di interagire con l'enzima oleato 12-idrossilasi. Questo gene può essere utilizzato in programmi di trasformazione genetica di piante contenenti l'enzima oleato 12-idrossilasi per favorire la produzione dell'acido ricinoleico . A gene of R.communis has now been identified and characterized, encoding a new protein capable of interacting with the oleate 12-hydroxylase enzyme. This gene can be used in genetic transformation programs of plants containing the enzyme oleate 12-hydroxylase to promote the production of ricinoleic acid.

In accordo con ciò, costituisce uno scopo della presente invenzione il gene clonato e sequenziato che codifica una proteina in grado di interagire con l'oleato 12-idrossilasi . Accordingly, an object of the present invention is the cloned and sequenced gene which encodes a protein capable of interacting with oleate 12-hydroxylase.

Costituisce inoltre uno scopo della presente invenzione un vettore ricombinante ad espressione in cellule ospiti comprendente detto gene. A further object of the present invention is a recombinant vector with expression in host cells comprising said gene.

Costituisce un ulteriore scopo della presente invenzione un microrganismo ospite trasformato con detto vettore. A further object of the present invention is a host microorganism transformed with said vector.

Costituiscono ancora uno scopo della presente invenzione piante transgeniche trasformate con detto vettore . Another object of the present invention is transgenic plants transformed with said vector.

Ulteriori scopi della presente invenzione appariranno evidenti dalla lettura della descrizione e dagli esempi. Further objects of the present invention will become evident from reading the description and the examples.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Figura 1: Southern blot del DNA genomico di diverse specie digerito con l'enzima di restrizione EcoRI ed ibridato con il frammento di 762 bp del plasmide pTargl marcato con <32>P. Il segnale di ibridazione corrisponde ad un gene in singola copia evidente solo in R.communis. Figure 1: Southern blot of genomic DNA of different species digested with the restriction enzyme EcoRI and hybridized with the 762 bp fragment of the plasmid pTargl labeled with <32> P. The hybridization signal corresponds to a single copy gene evident only in R.communis.

Figura 2: Northern blot di RNA messaggero estratto a diversi stadi di sviluppo del seme (10, 20, 30, 35 e 40 DAP), dalle foglie, dal fusto e dalle radici della pianta di R.communi s. Il filtro è stato ibridato con il frammento di 762 bp del plasmide pTargl marcato con <32>P. Si osserva la presenza di un mRNA con peso molecolare di circa 1,0 Kb in semi immaturi a 10 DAP e a 20 DAP ed un trascritto di dimensioni maggiori nelle foglie. Figure 2: Northern blot of messenger RNA extracted at different stages of seed development (10, 20, 30, 35 and 40 DAP), from the leaves, stem and roots of the R.communi s plant. The filter was hybridized with the 762 bp fragment of the pTargl plasmid labeled <32> P. The presence of an mRNA with a molecular weight of about 1.0 Kb is observed in immature seeds at 10 DAP and 20 DAP and a larger transcript in the leaves.

Figura 3: Northern blot di RNA messaggero estratto a diversi stadi di sviluppo del seme (10, 20, 30, 35 e 40 DAP), dalle foglie, dal fusto e dalle radici della pianta di R.communis . Il filtro è stato ibridato con il frammento di 1216 bp dell'oleato 12-idrossilasi marcato con 32P. Il segnale di ibridazione, di circa 1,6 Kb, è presente nei semi immaturi a 20, 30, 35 e 40 DAP. Figure 3: Northern blot of messenger RNA extracted at different stages of development of the seed (10, 20, 30, 35 and 40 DAP), from the leaves, stem and roots of the R.communis plant. The filter was hybridized with the 1216 bp fragment of the 32P-labeled oleate 12-hydroxylase. The hybridization signal, of about 1.6 Kb, is present in immature seeds at 20, 30, 35 and 40 DAP.

Descrizione dettagliata dell'invenzione Detailed description of the invention

L'isolamento di sequenze nucleotidiche che codificano per proteine di interesse può essere condotto operando secondo tecniche note. The isolation of nucleotide sequences which code for proteins of interest can be carried out by operating according to known techniques.

In particolare, per isolare nuove proteine che interagiscono con l'oleato 12-idrossilasi nei semi immaturi di R.communis è stato utilizzato l'"HybridZap two hybrid vector" della Stratagene, un sistema eucariotico (Saccharomyces cerevisiae che consente di identificare in vivo nuovi geni che codificano proteine che interagiscono con una proteina nota (Fields S. Et al. In particular, Stratagene's "HybridZap two hybrid vector", a eukaryotic system (Saccharomyces cerevisiae that allows to identify new genes encoding proteins that interact with a known protein (Fields S. Et al.

1989, Nature, 340, 245-246). Tale sistema sfrutta le caratteristiche dell'attivatore trascrizionale GAL4 di S .cerevisiae, che regola l'espressione di geni che codificano enzimi coinvolti nel metabolismo del galattosio . 1989, Nature, 340, 245-246). This system exploits the characteristics of the transcriptional activator GAL4 of S.cerevisiae, which regulates the expression of genes that encode enzymes involved in the metabolism of galactose.

GAL4 consiste di due domini separabili e funzionalmente essenziali per la sua attività: un dominio N-terminale (Binding Domain, BD), che si lega a sequenze specifiche del DNA (UAS: upstream activating sequences), ed un dominio C-terminale, contenente regioni acidiche (Activation Domain, AD) , che è necessario per l’attivazione trascrizionale. GAL4 consists of two separable and functionally essential domains for its activity: an N-terminal domain (BD), which binds to specific DNA sequences (UAS: upstream activating sequences), and a C-terminal domain, containing acidic regions (Activation Domain, AD), which is required for transcriptional activation.

Il sistema utilizzato consente di generare due proteine ibride contenenti i domini funzionali di GAL4, ovvero il Binding Domain fuso ad una proteina nota che funge da esca (bait), e 1'Activation Domain fuso a proteine sconosciute (target) provenienti da una libreria di espressione. The system used allows to generate two hybrid proteins containing the functional domains of GAL4, namely the Binding Domain fused to a known protein that acts as bait, and the Activation Domain fused to unknown proteins (targets) from a library of expression.

Se la proteina nota interagisce con una proteina target formando un complesso proteina-proteina, i due domini funzionali di GAL4 si portano nelle condizioni ottimali ed attivano la trascrizione del gene reporter lac-Z, il cui prodotto è evidenziato mediante reazione colorimetrica . If the known protein interacts with a target protein forming a protein-protein complex, the two functional domains of GAL4 bring themselves to optimal conditions and activate the transcription of the lac-Z reporter gene, the product of which is highlighted by a colorimetric reaction.

L'RNA totale è stato estratto da un pool di semi immaturi di R.communis utilizzando il metodo "Hot-Phenol" e l'RNA messaggero (mRNA) poliadenilato è stato isolato con colonnine oligo-dT (Pharmacia). Successivamente il cDNA codificante l'enzima oleato 12-idrossilasi è stato preparato applicando la tecnica della reazione a catena della polimerasi (PCR) sull'mRNA utilizzando come primers una coppia di oligonucleotidi aventi le sequenze che fiancheggiano la regione codificante comprendente il codone di inizio e di stop della traduzione di detto gene. Total RNA was extracted from a pool of immature R.communis seeds using the "Hot-Phenol" method and polyadenylated messenger RNA (mRNA) was isolated with oligo-dT columns (Pharmacia). Subsequently the cDNA encoding the oleate 12-hydroxylase enzyme was prepared by applying the polymerase chain reaction (PCR) technique on the mRNA using as primers a pair of oligonucleotides having the sequences flanking the coding region including the start codon and stop of the translation of said gene.

Poiché l'interazione di proteine bersaglio può avvenire con l'intera proteina in esame o con parti di essa, si è deciso di clonare nel plasmide pBD-GAL4, che contiene la sequenza che codifica per il Binding Domain, sia l'intero gene codificante per l'oleato 12-idrossilasi che le sue regioni 5' e 3' terminali. Since the interaction of target proteins can occur with the entire protein under examination or with parts of it, it was decided to clone in the plasmid pBD-GAL4, which contains the sequence that codes for the Binding Domain, both the entire gene encoding for oleate 12-hydroxylase that its terminal 5 'and 3' regions.

I tre inserti di DNA sono stati prima amplificati con gli appropriati "primers" aventi i siti di restrizione EcoRI per il primer Forward e Sali per il primer Reverse, digeriti con i suddetti enzimi, inseriti direzionalmente nel vettore pBD-GALA4 predigerito con gli stessi enzimi ed introdotti nelle cellule competenti Epicurian coli XLl-Blue. The three DNA inserts were first amplified with the appropriate "primers" having the EcoRI restriction sites for the Forward primer and Salts for the Reverse primer, digested with the aforementioned enzymes, inserted directionally in the pBD-GALA4 vector predigested with the same enzymes and introduced into the competent Epicurian coli XLl-Blue cells.

I cloni ricombinanti, contenenti i frammenti attesi, sono stati caratterizzati mediante analisi di restrizione e la loro identità è stata confermata con le reazioni di sequenza condotte utilizzando il kit Taq Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing (Perkin Elmer) ed analizzate con il sequenziatore automatico. Successivamente è stata preparata una libreria di espressione di cDNA da semi immaturi di R.communis nel vettore fagico λ HybridZap che esprime proteine ibride consistenti del dominio di attivazione (Activation Domain) di GALA4 e proteine di R.communis. The recombinant clones, containing the expected fragments, were characterized by restriction analysis and their identity was confirmed with the sequence reactions conducted using the Taq Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing kit (Perkin Elmer) and analyzed with the automatic sequencer. Subsequently, a cDNA expression library from immature seeds of R.communis was prepared in the phage vector λ HybridZap expressing hybrid proteins consisting of the Activation Domain of GALA4 and proteins of R.communis.

In pratica, l'mRNA poliadenilato di R.communis è stato utilizzato per la sintesi di cDNA a doppio filamento operando secondo i protocolli suggeriti dalla casa distributrice del Kit (Stratagene). In practice, the polyadenylated mRNA of R.communis was used for the synthesis of double-stranded cDNA operating according to the protocols suggested by the distributor of the Kit (Stratagene).

Quindi le molecole di cDNA ad alto peso molecolare, utili per la costruzione della libreria, sono state separate da quelle a basso peso molecolare, che rappresentano la frazione di molecole in cui la sintesi non è stata completata. Then the high molecular weight cDNA molecules, useful for the construction of the library, were separated from the low molecular weight ones, which represent the fraction of molecules in which the synthesis was not completed.

La frazione di cDNA ad alto peso molecolare è stata inserita nel vettore fagico λ HybriZap ed impaccata con gli estratti di packaging contenenti le proteine per la testa e per la coda del fago. Le dimensioni degli inserti presenti nella libreria prodotta sono state verificate mediante PCR ed amplificate con una coppia di primers specifica per il vettore pAD-GAL4. I risultati Ottenuti hanno dimostrato che i frammenti della libreria di cDNA presentavano una dimensione media di 1,4 Kb. The high molecular weight cDNA fraction was inserted into the λ HybriZap phage vector and packed with the packaging extracts containing the phage head and tail proteins. The dimensions of the inserts present in the library produced were verified by PCR and amplified with a pair of primers specific for the pAD-GAL4 vector. The results obtained showed that the fragments of the cDNA library had an average size of 1.4 Kb.

Dopo amplificazione, la libreria nel fago lambda è stata convertita in libreria plasmidica tramite excisione in vivo. After amplification, the library in the lambda phage was converted to a plasmid library by excision in vivo.

Successivamente la libreria è stata moltiplicata nel ceppo di E.coli XLOR ed il DNA plasmidico è stato estratto e co-trasformato, in eventi separati di cotrasformazione, con il DNA estratto dai plasmidi esca contenenti il gene intero e parti della oleato 12-idrossilasi, utilizzando cellule di lievito (ceppo YRG-2), avente i geni reporter his3 e lacZ. Subsequently the library was multiplied in the E. coli XLOR strain and the plasmid DNA was extracted and co-transformed, in separate cotransformation events, with the DNA extracted from the bait plasmids containing the whole gene and parts of the oleate 12-hydroxylase, using yeast cells (YRG-2 strain), having the his3 and lacZ reporter genes.

Dal saggio dei tre costrutti della oleato 12-idrossilasi con la libreria di espressione sono state individuate delle colonie di lievito che presentavano la colorazione blu tipica dell'attività del gene lacZ e, quindi, dimostranti la probabile interazione della proteina esca con una proteina bersaglio sconosciuta. Le analisi successive su tali colonie hanno permesso l'individuazione di un clone di lievito co-trasformato "positivo", che ha attivato la trascrizione di entrambi i geni reporter. Ciò indicava l'avvenuta interazione tra la regione N-terminale dell'oleato 12-idrossilasi ed una proteina Target sconosciuta. From the assay of the three oleate 12-hydroxylase constructs with the expression library, colonies of yeast were identified that presented the blue color typical of lacZ gene activity and, therefore, demonstrating the probable interaction of the bait protein with an unknown target protein. . Subsequent analyzes on these colonies allowed the identification of a "positive" co-transformed yeast clone, which activated the transcription of both reporter genes. This indicated the interaction between the N-terminal region of oleate 12-hydroxylase and an unknown Target protein.

Il plasmide isolato da detto clone di lievito positivo è stato indicato con la sigla pTargl. The plasmid isolated from said positive yeast clone was indicated with the initials pTargl.

La specificità di interazione tra l'oleato 12-idrossilasi e la nuova proteina identificata è stata confermata attraverso esperimenti di co-trasformazione nelle cellule di lievito S.cerevisiae YRG-2 con i plasmidi esca contenenti, rispettivamente, l'intero gene oleato 12-idrossilasi e la porzione 5' terminale di questo gene. Dai saggi dei due costrutti sono state individuate due colonie di lievito, una per ogni evento di co-trasformazione, che presentavano la colorazione blu tipica dell'attività del gene lacZ. The specificity of interaction between oleate 12-hydroxylase and the newly identified protein was confirmed through co-transformation experiments in S.cerevisiae YRG-2 yeast cells with the decoy plasmids containing, respectively, the entire oleate 12- gene. hydroxylase and the terminal 5 'portion of this gene. From the assays of the two constructs, two colonies of yeast were identified, one for each co-transformation event, which presented the blue color typical of lacZ gene activity.

Per confermare la presenza e le dimensioni delle proteine esca e per verificare la presenza e le dimensioni del gene codificante per la proteina Targl2 individuata, sono state effettuate analisi di PCR sul DNA estratto dai cloni di <' >lievito risultati positivi al saggio per l'espressione del gene reporter lacZ, utilizzando primers specifici per la regione del Binding Domain e per la regione del dominio di attivazione. To confirm the presence and size of the bait proteins and to verify the presence and size of the gene encoding the Targl2 protein identified, PCR analyzes were performed on the DNA extracted from the yeast clones that tested positive for the test. expression of the lacZ reporter gene, using specific primers for the Binding Domain region and for the activation domain region.

L'autenticità dei prodotti di amplificazione ottenuti è stata dimostrata oltre che dalla grandezza dei frammenti attesi, anche dall'analisi di ibridazione condotta sugli stessi. The authenticity of the amplification products obtained was demonstrated not only by the size of the expected fragments, but also by the hybridization analysis carried out on them.

Inoltre il DNA plasmidico di pTargl è stato isolato dalla colonia di lievito e l'inserto di cDNA è stato purificato con il kit "Doublé GeneClean" (BIO 101 Ine., USA) . Successivamente il frammento purificato è stato clonato nel vettore pGEM-T (Promega) e poi introdotto in cellule competenti di E.coli DH5a. In addition, the plasmid DNA of pTargl was isolated from the yeast colony and the cDNA insert was purified with the "Doublé GeneClean" kit (BIO 101 Ine., USA). The purified fragment was then cloned into the pGEM-T vector (Promega) and then introduced into competent E. coli DH5a cells.

Il DNA plasmidico isolato dai cloni ricombinanti è stato sottoposto ad analisi di sequenza con il Kit Taq Dye Deoxy Termiantor Cycle Sequencing (Perkin Elmer), utilizzando il sequenziatore automatico ABI 373A (Perkin Elmer). The plasmid DNA isolated from the recombinant clones was subjected to sequence analysis with the Taq Dye Deoxy Termiantor Cycle Sequencing Kit (Perkin Elmer), using the ABI 373A automatic sequencer (Perkin Elmer).

Dalle analisi di sequenza condotte sul DNA dell'inserto del plasmide pTargl, si osserva che il frammento isolato ha una dimensione di 762 bp e contiene un Open Reading Frame (ORF) di 540 bp preceduto da 75 bp al 5' e seguito da 147 bp al 3'. L'ORF codifica una proteina di 180 amminoacidi con un peso molecolare di 19,8 KDa. From the sequence analyzes conducted on the DNA of the pTargl plasmid insert, it is observed that the isolated fragment has a size of 762 bp and contains an Open Reading Frame (ORF) of 540 bp preceded by 75 bp at 5 'and followed by 147 bp at 3 '. The ORF encodes a protein of 180 amino acids with a molecular weight of 19.8 KDa.

La sequenza nucleotidica e quella amminoacidica sono state confrontate con le sequenze disponibili su banche dati attraverso analisi FASTA e BLAST, e non sono state trovate sequenze omologhe, indicazione dell'unicità del tratto di DNA di R.communis e dell'unicità della proteina identificata . The nucleotide and amino acid sequences were compared with the sequences available on databases through FASTA and BLAST analyzes, and no homologous sequences were found, indicating the uniqueness of the R.communis DNA stretch and the uniqueness of the identified protein.

Per verificare l'identità della proteina in grado di interagire con l'oleato 12-idrossilasi sono state condotte delle analisi sul DNA genomico di diverse specie. I risultati hanno evidenziato la presenza di un segnale solo in R.communis. Questo dimostra che il gene isolato è specifico del genoma di R.communis e non un artefatto del sistema adoperato per la sua individuazione. To verify the identity of the protein capable of interacting with the oleate 12-hydroxylase, analyzes were carried out on the genomic DNA of different species. The results showed the presence of a signal only in R.communis. This shows that the isolated gene is specific to the R.communis genome and not an artifact of the system used for its detection.

Sono state condotte, inoltre, analisi di espressione sull' RNA messaggero estratto a diversi stadi di sviluppo del seme (10, 20, 30, 35, e 40 giorni dopo l'impollinazione), dalle foglie, dal fusto e dalle radici della pianta di R.communis Furthermore, expression analyzes were carried out on the messenger RNA extracted at different stages of seed development (10, 20, 30, 35, and 40 days after pollination), from the leaves, stem and roots of the R.communis

I risultati dell'ibridazione del Northern blot con il frammento di pTargl marcato con <32>P hanno evidenziato l'espressione del gene nelle foglie ed in semi immaturi a 10 e 20 giorni dopo l'impollinazione. The results of hybridization of Northern blot with the <32> P-labeled pTargl fragment showed gene expression in immature leaves and seeds at 10 and 20 days after pollination.

Lo stesso filtro è stato ibridato con il frammento della oleato 12-idrossilasi che inizia ad esprimersi nei semi immaturi a 20 DAP, dove il segnale è molto debole, per poi aumentare la sua espressione negli stadi a 30, 35 e 40 DAP. Nessun segnale di ibridazione, come atteso, è stato evidenziato nei campioni di RNA corrispondenti a foglie, fusto e radici. The same filter was hybridized with the fragment of oleate 12-hydroxylase which begins to express itself in immature seeds at 20 DAP, where the signal is very weak, and then increases its expression in stages at 30, 35 and 40 DAP. No hybridization signal, as expected, was detected in the RNA samples corresponding to leaves, stem and roots.

Sulla base di tali risultati si può concludere che, con molta probabilità, la nuova proteina interviene nei primi stadi di sviluppo del seme di R.communis, quando la sintesi dell'acido ricinoleico è all'inizio, effettuando un'azione regolatrice. Il gene della presente nvenzione può essere clonato in un vettore ad espressione in piante, posizionandolo sotto il controllo di opportune sequenze di regolazione (promotore e terminatore). On the basis of these results, it can be concluded that, with great probability, the new protein intervenes in the early stages of development of the R.communis seed, when the synthesis of ricinoleic acid is at the beginning, carrying out a regulatory action. The gene of the present invention can be cloned into a plant expression vector, placing it under the control of suitable regulatory sequences (promoter and terminator).

vettori adatti agli scopi della presente invenzione sono ad esempio quelli derivati dal plasmide Ti di Agrobacterium tumefaciens come descritto da Bevan M., (1984), Nucleic Acid Research 12: 8711-8721. vectors suitable for the purposes of the present invention are for example those derived from the Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens as described by Bevan M., (1984), Nucleic Acid Research 12: 8711-8721.

Detti vettori vengono impiegati per trasformare le piante utilizzando metodiche convenzionali. Preferibilmente si impiega il metodo descritto da G. An et al.(Binary vectors, Plant Molecular Biology Manual A3, Kluwer Academic, Dordrecht, pp 1-19, 1988), che si basa sulla capacità di Agrobacterium tumefaciens di trasferire parte del proprio DNA nelle cellule vegetali. These vectors are used to transform plants using conventional methods. Preferably, the method described by G. An et al. (Binary vectors, Plant Molecular Biology Manual A3, Kluwer Academic, Dordrecht, pp 1-19, 1988) is used, which is based on the ability of Agrobacterium tumefaciens to transfer part of its own DNA in plant cells.

Il plasmide pTargl contenente il gene della presente invenzione è stato depositato come E.coli DH5a/ MA292 presso il CentraalBureau Voor Schimmelcultures dove ha ricevuto il numero di deposito CBS 101642. The pTargl plasmid containing the gene of the present invention was deposited as E.coli DH5a / MA292 at the CentraalBureau Voor Schimmelcultures where it received the CBS filing number 101642.

I seguenti esempi, che hanno l'unico scopo di descrivere in maggior dettaglio la presente invenzione, non devono in alcun modo essere interpretati come una limitazione agli scopi della stessa. The following examples, which have the sole purpose of describing the present invention in greater detail, must in no way be interpreted as a limitation to the purposes thereof.

Esempio 1 Example 1

Isolamento RNA RNA isolation

L'RNA totale è stato estratto da un pool di semi immaturi (10-40 giorni dopo l'impollinazione) di Ricinus communis mediante il metodo "Hot-Phenol" descritto da Shirzadegan M. et al. (1991), Nucl. Acids Res.:19,6055, a cui sono state apportate alcune modifiche. Total RNA was extracted from a pool of immature seeds (10-40 days after pollination) of Ricinus communis by the "Hot-Phenol" method described by Shirzadegan M. et al. (1991), Nucl. Acids Res.:19,6055, to which some changes have been made.

In breve, 2 g di materiale vegetale sono stati frantumati in azoto liquido e poi sospesi in 6 mi di tampone di estrazione (0,1 M LiCl, 0,1 M Tris-HCl pH 7,6, 0,01 M EDTA, 1% Sodiododecilsolfato (SDS), fenolo) preriscaldato a 80°C. La sospensione è stata incubata a 80°C per 5 minuti e poi addizionata con 3 mi di una miscela cloroformio/isoamilico (24:1, v/v). Il campione è stato miscelato su vortex e successivamente centrifugato a 12.000 rpm, a 4°C per 15 minuti. La fase acquosa è stata recuperata, sottoposta ad un ulteriore ciclo di estrazione con fenolo/cloroformio/isoamilico (25:24:1) e centrifugata nelle stesse condizioni sopra riportate. Il supernatante è stato recuperato e l'RNA precipitato mediante aggiunta di un volume di LiCl 4 M. Il campione è stato incubato a -20°C per una notte e poi centrifugato a 13.000 rpm, a 4°C per 30 minuti. Briefly, 2 g of plant material was crushed in liquid nitrogen and then suspended in 6 ml of extraction buffer (0.1 M LiCl, 0.1 M Tris-HCl pH 7.6, 0.01 M EDTA, 1 % Sodiumdodecyl sulfate (SDS), phenol) preheated to 80 ° C. The suspension was incubated at 80 ° C for 5 minutes and then added with 3 ml of a chloroform / isoamyl mixture (24: 1, v / v). The sample was mixed on vortex and subsequently centrifuged at 12,000 rpm, at 4 ° C for 15 minutes. The aqueous phase was recovered, subjected to a further extraction cycle with phenol / chloroform / isoamyl (25: 24: 1) and centrifuged under the same conditions reported above. The supernatant was recovered and the RNA precipitated by adding a volume of 4 M LiCl. The sample was incubated at -20 ° C overnight and then centrifuged at 13,000 rpm, at 4 ° C for 30 minutes.

Il pellet di RNA è stato risospeso in acqua, trasferito in tubi da microcentrifuga e precipitato mediante aggiunta di LiCl 4 M e 0,2 volumi di EDTA 0,5 M. Dopo centrifugazione a 13.000 rpm, a 4°C per 30 minuti, il pellet è stato nuovamente sospeso in acqua e precipitato con 0,1 volumi di NaCl 5 M e 2,5 volumi di etanolo 100%. Dopo centrifugazione a 15.000 rpm, a 4°C per 30 minuti, il pellet è stato recuperato, lavato 2 volte con etanolo 70%, essiccato e risospeso in acqua. Esempio 2 The RNA pellet was resuspended in water, transferred into microcentrifuge tubes and precipitated by adding 4 M LiCl and 0.2 volumes of 0.5 M EDTA. After centrifugation at 13,000 rpm, at 4 ° C for 30 minutes, the pellet was again suspended in water and precipitated with 0.1 volumes of 5 M NaCl and 2.5 volumes of 100% ethanol. After centrifugation at 15,000 rpm, at 4 ° C for 30 minutes, the pellet was recovered, washed twice with 70% ethanol, dried and resuspended in water. Example 2

Isolamento del cDNA codificante per l'oleato 12-idrossilasi Isolation of the cDNA coding for oleate 12-hydroxylase

L'RNA messaggero poliadenilato (poliA-RNA) è stato preparato dall'RNA totale ottenuto nell'esempio 1, mediante l'uso di colonnine oligo-dT (Pharmacia) secondo le istruzioni fornite dalla casa distributrice. The polyadenylated messenger RNA (polyA-RNA) was prepared from the total RNA obtained in Example 1, by the use of oligo-dT columns (Pharmacia) according to the instructions provided by the distributor.

Quindi 3,5 μg di ’RNA messaggero poliadenilato sono stati impiegati per la sintesi di cDNA a doppio filamento utilizzando il Kit distribuito da PHARMACIA, operando nelle condizioni sperimentali suggerite dalla casa fornitrice del kit. Then 3.5 μg of polyadenylated messenger RNA were used for the synthesis of double-stranded cDNA using the Kit distributed by PHARMACIA, operating under the experimental conditions suggested by the kit supplier.

Sulla base della sequenza dell'oleato 12-idrossilasi depositata in banca dati (GenBank, AC U22378) sono stati sintetizzati i seguenti oligonucleotidi On the basis of the oleate 12-hydroxylase sequence deposited in the database (GenBank, AC U22378) the following oligonucleotides were synthesized

(1) 5'GGA TCC CTC AGG AAA GTG CTT A 3' (FORWARD) (1) 5'GGA TCC CTC AGG AAA GTG CTT A 3 '(FORWARD)

(2) 5'TCT AGA CAT TCC TTC TTG TTC TAA TT3' {REVERSE) Questi oligonucletidi, che corrispondono alle regioni che fiancheggiano la porzione codificante l'enzima comprendente il codone di inizio e di fine traduzione, sono stati impiegati come primers per l'isolamento del frammento corrispondente all’oleato 12-idrossilasi mediante la tecnica della reazione a catena della polimerasi (PCR). (2) 5'TCT AGA CAT TCC TTC TTG TTC TAA TT3 '{REVERSE) These oligonucletides, which correspond to the regions flanking the enzyme-coding portion comprising the translation start and end codon, were used as primers for the isolation of the fragment corresponding to oleate 12-hydroxylase by the polymerase chain reaction (PCR) technique.

L’amplificazione è stata condotta in una apparecchiatura DNA Thermal Cycler 480 (Perkin Elmer Cetus) utilizzando una miscela di reazione (25 μΐ) contenente 6 μΐ di cDNA a doppio filamento, 10 mM Tris HC1 pH 8,3, 1,5 mM MgC12, 50 mM KC1, 2,5 μΜ di ciascun primer, 0,1 mM di dNTP e 2,5 Unità di Taq polimerasi (Boheringer). Amplification was carried out in a DNA Thermal Cycler 480 apparatus (Perkin Elmer Cetus) using a reaction mix (25 μΐ) containing 6 μΐ of double stranded cDNA, 10 mM Tris HC1 pH 8.3, 1.5 mM MgC12 , 50 mM KC1, 2.5 μΜ of each primer, 0.1 mM dNTP and 2.5 Units of Taq polymerase (Boheringer).

Dopo un primo ciclo di denaturazione per 5 minuti a 95° C, la reazione è proseguita con i seguenti cicli: 1 minuto a 94°C (denaturazione) After a first denaturation cycle for 5 minutes at 95 ° C, the reaction continued with the following cycles: 1 minute at 94 ° C (denaturation)

1 minuto a 56°C (appaiamento) 1 minute at 56 ° C (pairing)

2 minuti a 72°C (allungamento) 2 minutes at 72 ° C (elongation)

per 35 cicli complessivi, seguita da 10 minuti a 72°C (estensione finale). for a total of 35 cycles, followed by 10 minutes at 72 ° C (final extension).

Il prodotto di amplificazione, corrispondente ad un frammento di circa 1200 coppie di basi, è stato separato su gel di agarosio all'1,0%, la banda di DNA di interesse è stata recuperata e purificata con il kit GeneClean™ (BIO 101 Ine, USA). Circa 100 ng del DNA così isolato sono stati ligati a 50 ng di plasmide pGEM-T (Promega) in 10 μΐ di miscela di reazione, in presenza di 2 unità di T4 DNA ligasi, a 4°C per una notte. The amplification product, corresponding to a fragment of about 1200 base pairs, was separated on 1.0% agarose gel, the DNA band of interest was recovered and purified with the GeneClean ™ kit (BIO 101 Ine , USA). Approximately 100 ng of the DNA thus isolated was ligated to 50 ng of plasmid pGEM-T (Promega) in 10 μΐ of reaction mixture, in the presence of 2 units of T4 DNA ligase, at 4 ° C overnight.

5 μΐ di detta miscela sono stati utilizzati per trasformare cellule competenti di E.coli DH5a (BRL). I trasformanti sono stati selezionati su piastre di terreno LB (NaCl 10 g/1, Yeast extract 5 g/1, Bacto-triptone 10 g/1 e agar 20 g/1) contenente 50 pg/ml di ampicillina. 5 μΐ of said mixture were used to transform competent E.coli DH5a (BRL) cells. The transformants were selected on plates of LB medium (NaCl 10 g / 1, Yeast extract 5 g / 1, Bacto-tryptone 10 g / 1 and agar 20 g / 1) containing 50 pg / ml of ampicillin.

Il DNA plasmidico estratto da 6 cloni positivi è stato sottoposto ad analisi di sequenza per verificare la corrispondenza nucleotidica con il gene dell'oleato 12-idrossilasi isolato da Van de Loo F. Et al., 1995, PNAS, 92, 6743-6747. Le reazioni e le analisi di sequenza sono state condotte con il kit Taq Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing™ (AB-PEC) utilizzando il sequenziatore ABI Prism 373A DNA Sequencer (AB-PEC). The plasmid DNA extracted from 6 positive clones was subjected to sequence analysis to verify the nucleotide correspondence with the oleate 12-hydroxylase gene isolated by Van de Loo F. Et al., 1995, PNAS, 92, 6743-6747. Reactions and sequence analyzes were conducted with the Taq Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing ™ (AB-PEC) kit using the ABI Prism 373A DNA Sequencer (AB-PEC).

Uno dei plasmidi analizzati, contenente un frammento di DNA analogo alla sequenza pubblicata SEQ:ID No 1, è stato denominato pC18-MA. One of the plasmids analyzed, containing a DNA fragment similar to the published sequence SEQ: ID No 1, was named pC18-MA.

Esempio 3 Example 3

Costruzione dei vettori "esca" (pBD-GAL4) Construction of "bait" vectors (pBD-GAL4)

Poiché l'interazione di proteine bersaglio (target) può avvenire con l'intera proteina in esame (esca) o parti di questa, si è deciso di clonare nel plasmide pBD-GAL4 (Stratagene) sia il frammento corrispondente all'intero gene codificante per l'oleato 12-idrossilasi, che i frammenti corrispondenti alle regioni 5' e 3' di detto gene. Since the interaction of target proteins can occur with the entire protein under examination (bait) or parts of it, it was decided to clone in the plasmid pBD-GAL4 (Stratagene) both the fragment corresponding to the entire gene coding for oleate 12-hydroxylase, which the fragments corresponding to the 5 'and 3' regions of said gene.

A tale· scopo sono stati sintetizzati quattro oligonucleotidi, di cui i primer Forward (contrassegnati da F) possiedono il sito di restrizione EcoRI ed i primer Reverse (contrassegnati da R) il sito Sali. Le sequenze nucleotidiche dei primers sono le seguenti: For this purpose, four oligonucleotides have been synthesized, of which the Forward primers (marked with F) have the EcoRI restriction site and the Reverse primers (marked with R) the Sali site. The nucleotide sequences of the primers are as follows:

(a) 5'GAA TTC CGC ATG TCT ACT GTC 3' (Forward, HydGal-F) (b) 5'GTC GAC CAT TCC TTC TTG TTC 3’ (Reverse, HydGal-R) (c) 5'GTC GAC GCG ATC GTA AGG 3' (GalHydi-R) e (a) 5'GAA TTC CGC ATG TCT ACT GTC 3 '(Forward, HydGal-F) (b) 5'GTC GAC CAT TCC TTC TTG TTC 3' (Reverse, HydGal-R) (c) 5'GTC GAC GCG ATC GTA AGG 3 '(GalHydi-R) e

(d) 5'GAA TTC AAT GTC TCT GGT AGA C 3’ (GalHydi-F) (d) 5'GAA TTC AAT GTC TCT GGT AGA C 3 '(GalHydi-F)

La coppia di primers HydGal-F e HydGal-R è stata utilizzata per amplificare l'intero gene della oleato 12-idrossilasi . The pair of HydGal-F and HydGal-R primers was used to amplify the entire oleate 12-hydroxylase gene.

Le coppie HydGal-F/GalHydi-R e HydGal-R/ GalHydi-F sono state impiegate per amplificare, rispettivamente, la regione 5' di 624 bp (SEQ: ID NO: 2) e la regione 3' di 633 bp (SEQ: ID NO:3) del gene della oleato 12-idrossilasi . The HydGal-F / GalHydi-R and HydGal-R / GalHydi-F pairs were used to amplify, respectively, the 5 'region of 624 bp (SEQ: ID NO: 2) and the 3' region of 633 bp (SEQ : ID NO: 3) of the oleate 12-hydroxylase gene.

Le amplificazioni con le suddette coppie di basi sono state effettuate su 20 ng del frammento di oleato 12-idrossilasi precedentemente clonato e sequenziato. The amplifications with the aforementioned base pairs were carried out on 20 ng of the previously cloned and sequenced oleate 12-hydroxylase fragment.

I prodotti di amplificazione aventi le dimensioni attese sono stati digeriti con 10 unità degli enzimi di restrizione EcoRI e Salì (Boheringher), separati su gel di agarosio 1% ed i frammenti di DNA di interesse sono stati, quindi, recuperati e purificati con il kit GeneClean™ <BIO 101 Ine.). The amplification products having the expected size were digested with 10 units of the restriction enzymes EcoRI and Salì (Boheringher), separated on 1% agarose gel and the DNA fragments of interest were then recovered and purified with the kit. GeneClean ™ <BIO 101 Ine.).

Circa 100 ng di ciascun frammento sono stati ligati, separatamente, con il plasmide pBD-GAL4 linearizzato con gli enzimi EcoRI e Sali, in 10 mi di miscela di reazione, in presenza di 2 unità di T4 DNA ligasi, a 4°C per una notte. Le miscele di ligasi sono state utilizzate per trasformare cellule competenti di Epicurian coli XL1 Blue (Stratagene). I cloni ricombinanti sono stati selezionati su piastre di terreno LB addizionato con 30 yg/ml di cloramfenicolo. Sono stati identificati i seguenti plasmidi ricombinanti "esca" che contengono un frammento che costituito dal Binding Domain di Gal4 fuso a: About 100 ng of each fragment were ligated, separately, with the pBD-GAL4 plasmid linearized with the EcoRI and Sali enzymes, in 10 ml of reaction mixture, in the presence of 2 units of T4 DNA ligase, at 4 ° C for a night. The ligase mixtures were used to transform competent cells of Epicurian coli XL1 Blue (Stratagene). The recombinant clones were selected on plates of LB medium supplemented with 30 µg / ml of chloramphenicol. The following recombinant "bait" plasmids have been identified that contain a fragment that constitutes the Gal4 Binding Domain fused to:

(a) l’intero gene dell'oleato 12 idrossilasi (pBD-GALA4/C1B); (a) the entire gene of oleate 12 hydroxylase (pBD-GALA4 / C1B);

(b) la regione 5-terminale del gene dell'oleato 12 idrossilasi (pBD-GALA4/C18-5); e (b) the 5-terminal region of the oleate 12 hydroxylase gene (pBD-GALA4 / C18-5); And

(c) la regione 3-terminale del gene dell' oleato 12 idrossilasi (pBD-GALA4/C18-3). (c) the 3-terminal region of the oleate 12 hydroxylase gene (pBD-GALA4 / C18-3).

I plasmidi sono stati caratterizzati mediante analisi di restrizione e la loro identità è stata confermata effettuando reazioni di sequenza con il kit Taq Dye Deoxy Terminator Cycle sequencing (Perkin Elmer) ed analizzate con il sequenziatore automatico ABI 373A (Perkin Elmer). The plasmids were characterized by restriction analysis and their identity was confirmed by performing sequence reactions with the Taq Dye Deoxy Terminator Cycle sequencing kit (Perkin Elmer) and analyzed with the ABI 373A automatic sequencer (Perkin Elmer).

Esempio 4 Example 4

Costruzione della libreria target Building the target library

Per la costruzione di una libreria "target", costituita da proteine ibride consistenti del dominio di attivazione di GALA4 e proteine di semi immaturi di R.communis, è stato utilizzato il vettore fagico HybridZap. Le condizioni sperimentali adoperate sono state quelle suggerite dalla casa fornitrice del kit (Stratagene, HybridZap™ Two-Hybrid cDNA gapack cloning kit, n° di catalogo: 235612). The phage vector HybridZap was used for the construction of a "target" library, consisting of hybrid proteins consisting of the activation domain of GALA4 and proteins of immature seeds of R.communis, the phage vector HybridZap was used. The experimental conditions used were those suggested by the kit supplier (Stratagene, HybridZap ™ Two-Hybrid cDNA gapack cloning kit, catalog number: 235612).

Circa 5 μg di mRNA poliadenilato di R.communis sono stati utilizzati per la sintesi del cDNA a doppio filamento . Approximately 5 μg of R.communis polyadenylated mRNA was used for the synthesis of double-stranded cDNA.

Quindi, l'estremità delle molecole di cDNA sono state rese piatte ("blunt") per azione della DNA polimerasi Pfu (Stratagene), addizionate con 3,6 μg di un linker avente il sito di restrizione EcoRI e sottoposte a digestione con l'enzima Xhol (120 unità), il cui sito è presente nel primer polydT impiegato per la sintesi del primo filamento del cDNA. In questo modo si sono originate molecole aventi ad un'estremità il sito EcoRI e all'altra il sito Xhol. Then, the ends of the cDNA molecules were blunted by the action of the Pfu DNA polymerase (Stratagene), added with 3.6 μg of a linker having the EcoRI restriction site and subjected to digestion with the Xhol enzyme (120 units), the site of which is present in the polydT primer used for the synthesis of the first strand of cDNA. In this way, molecules originated having the EcoRI site at one end and the Xhol site at the other.

Successivamente il campione di cDNA è stato fatto passare su colonna di Sephacryl S-500 equilibrata in 20 mM Tris-HCl pH 7,5, 10 mM EDTA, 100 mM NaCl, e sottoposto a centrifugazione per 2 minuti a 400 giri. Subsequently the cDNA sample was passed on a Sephacryl S-500 column equilibrated in 20 mM Tris-HCl pH 7.5, 10 mM EDTA, 100 mM NaCl, and subjected to centrifugation for 2 minutes at 400 rpm.

Sono state recuperate tre frazioni il cui peso molecolare è stato verificato mediante elettroforesi su gel di poliacrilammide non denaturante al 5% (Sambrook, J. Et al., (1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press). Three fractions were recovered whose molecular weight was verified by electrophoresis on 5% non-denaturing polyacrylamide gel (Sambrook, J. Et al., (1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press).

Circa 100 ng della prima frazione di cDNA, corrispondente a quella ad alto peso molecolare, sono stati ligati con 1 μg del vettore fagico λ HybridZap predigerito con gli enzimi EcoRI e Xhol ed impaccati con gli estratti di packaging contenenti le proteine per la testa e per la coda del fago. La quantità totale di particelle fagiche ottenute dal packaging in vitro è stata determinata piastrando aliquote con il ceppo XL1-Blue MRF'. About 100 ng of the first fraction of cDNA, corresponding to the high molecular weight one, was ligated with 1 μg of the phage vector λ HybridZap predigested with the enzymes EcoRI and Xhol and packed with the packaging extracts containing the proteins for the head and for the phage's tail. The total amount of phage particles obtained from the in vitro packaging was determined by plating aliquots with the XL1-Blue MRF 'strain.

La libreria primaria ottenuta contiene in totale 1,4 x IO<6 >unità formanti placche (pfu) per μg di braccia del vettore ligato ed il 97% di essi contiene l'inserto di DNA. Le dimensioni della libreria prodotta sono state verificate sottoponendo a reazione di PCR 20 placche fagiche, scelte in modo casuale, ed amplificate con la coppia di primers specifica per il vettore pAD-GAL4: a) 5'AD primer: 5’ AGG GAT GTT TAA TAC CAC TAC3' The primary library obtained contains a total of 1.4 x 10 <6> plaque forming units (pfu) per μg of arms of the ligated vector and 97% of them contain the DNA insert. The size of the library produced was verified by subjecting 20 phage plaques to PCR reaction, chosen randomly, and amplified with the pair of primers specific for the vector pAD-GAL4: a) 5'AD primer: 5 'AGG GAT GTT TAA TAC CAC TAC3 '

b) 3'AD primer: 5' GCA CAG TTG AAG TGA ACT TGC3' b) 3'AD primer: 5 'GCA CAG TTG AAG TGA ACT TGC3'

I risultati ottenuti hanno dimostrato che gli inserti della libreria di cDNA presentavano una dimensione media di 1,4 kb. The results obtained showed that the cDNA library inserts had an average size of 1.4 kb.

Esempio 5 Example 5

Conversione della libreria fagica HybridZap a libreria plasmidica pAD-GALA4 Conversion of the HybridZap phage library to the pAD-GALA4 plasmid library

La libreria primaria costruita nel fago λ HybridZap è stata convertita in libreria plasmidica pAD-GAL4 tramite excisione totale in vivo secondo il metodo descritto dalla casa fornitrice del kit adoperato (Stratagene). The primary library built in the λ HybridZap phage was converted into a plasmid library pAD-GAL4 by total excision in vivo according to the method described by the supplier of the kit used (Stratagene).

Per l'amplificazione della libreria primaria, sono stati utilizzati IxlO6 fagi per infettare le cellule ospiti XL1 Blue MRF', che permettendo la replicazione dei fagi al loro interno, hanno consentito, a seguito della loro lisi, il recupero di una libreria costituita da circa IxlO9 particelle fagiche. For the amplification of the primary library, IxlO6 phages were used to infect the XL1 Blue MRF 'host cells, which, allowing the replication of the phages within them, allowed, following their lysis, the recovery of a library consisting of about IxlO9 phage particles.

Un'aliquota della libreria amplificata (IxlO8 pfu) è stata poi incubata con IxlO10 pfu di ExAssist helper phage e IxlO9 cellule XL1 Blue MRF' per generare particelle di phagemid contenenti il vettore plasmidico exciso da quello fagico. An aliquot of the amplified library (IxlO8 pfu) was then incubated with IxlO10 pfu of ExAssist helper phage and IxlO9 XL1 Blue MRF cells to generate phagemid particles containing the excised plasmid vector from the phage one.

Il numero in eccesso di helper phage e di cellule batteriche rispetto al numero dei fagi della libreria è stato usato per assicurarsi che ciascuna cellula fosse infettata sia dagli helper phage sia dal fago lambda, così da ottenere una efficiente e rappresentativa excisione in vivo. The excess number of helper phage and bacterial cells compared to the number of phage in the library was used to ensure that each cell was infected with both the phage helper and the lambda phage for efficient and representative excision in vivo.

L’incubazione dei fagi lambda con gli helper phage e le cellule XL1 Blue MRF’ è a 37°C per 15 minuti, dopodiché sono stati aggiunti 20 mi di terreno LB e l’incubazione è proseguita a 37°C per altre 3 ore. The incubation of the lambda phages with the phage helpers and the XL1 Blue MRF cells is at 37 ° C for 15 minutes, after which 20 ml of LB medium were added and the incubation continued at 37 ° C for another 3 hours.

Per U sare le particelle fagiche e permettere la liberazione ed il recupero delle particelle di phagemid, la sospensione è stata incubata a 70°C per 20 minuti e poi centrifugata per 10 minuti a 500xg. Il supernatante {phagemid stock) è stato recuperato e conservato a 4°C. Cellule E .coli XLOR sono state incubate con 1x10s phagemid in un rapporto 10:1, a 37°C per 15 minuti. Quindi sono stati aggiunti 500 mi di terreno LB contenente 50 4g/ml di ampicillina e l’incubazione è proseguita a 37°C per 3 ore. To use the phage particles and allow the release and recovery of the phagemid particles, the suspension was incubated at 70 ° C for 20 minutes and then centrifuged for 10 minutes at 500xg. The supernatant {phagemid stock) was recovered and stored at 4 ° C. E. Coli XLOR cells were incubated with 1x10s phagemid in a 10: 1 ratio, at 37 ° C for 15 minutes. Then 500 ml of LB medium containing 50 4g / ml of ampicillin were added and the incubation continued at 37 ° C for 3 hours.

Questa operazione ha consentito l'ottenimento di cellule di contenenti la libreria target in un vettore plasmidico . This operation allowed the obtaining of cells containing the target library in a plasmid vector.

La sospensione è stata centrifugata per 10 minuti a 500xg e dal pellet è stato isolato il DNA plasmidico secondo il protocollo della lisi alcalina suggerito da Sambrook, J. Et al., 1989, Cold Spring Harbor laboratory Press. The suspension was centrifuged for 10 minutes at 500xg and plasmid DNA was isolated from the pellet according to the alkaline lysis protocol suggested by Sambrook, J. Et al., 1989, Cold Spring Harbor laboratory Press.

Esempio 6 Example 6

Screening della libreria Library screening

Per identificare le proteine "target" che interagiscono con la proteina "esca", il ceppo di lievito S.cerevisiae YRG-2, contenente i geni reporter his3 e lacZ, è stato co-trasformato con il DNA preparato dai plasmidi esca ed il DNA isolato dalla libreria plasmidica target. To identify the "target" proteins that interact with the "bait" protein, the S.cerevisiae YRG-2 yeast strain, containing the his3 and lacZ reporter genes, was co-transformed with the DNA prepared from the decoy plasmids and the DNA isolated from the target plasmid library.

Circa 5 μg di DNA estratto dai plasmidi pBD-GALA4/C18, pBD-GALA4/C18-5 ' e pBD-GALA4/CI8-3', sono stati co-trasformati, in eventi separati di cotrasformazione, con 10 μg di DNA estratti dalla libreria target. Le co-trasformazioni sono state piastrate su terreno selettivo SD (base azotata di lievito senza amminoacidi 6,7 g/1, D-sorbitolo 182,2 g/1, agar 20 g/1, 100 mi della appropriata soluzione amminoacidica concentrata lOx e glucosio 2%) privo degli amminoacidi leucina (Leu-), triptofano (Trp<“>) e istidina (His<~>), che consente la crescita solo delle colonie di lievito contenenti entrambi i plasmidi ricombinanti pBD-GALA4 (Trp<">) e pAD-GAL4 (Leu<'>), ed incubate a 30°C per 5 giorni. Le colonie di lievito così ottenute sono state trasferite su carta da filtro Watman 3MM e sottoposte al saggio di espressione per il gene reporter lacZ, imbevendo gli stessi filtri in una soluzione contenente il substrato cromogenico 5-bromo-4-cloro-3-indolil β-D-galattoside (X-Gal) e incubando a 30°C per una notte. Approximately 5 μg of DNA extracted from pBD-GALA4 / C18, pBD-GALA4 / C18-5 'and pBD-GALA4 / CI8-3' plasmids, were co-transformed, in separate cotransformation events, with 10 μg of extracted DNA from the target library. Co-transformations were plated on SD selective medium (amino acid-free yeast nitrogen base 6.7 g / 1, D-sorbitol 182.2 g / 1, agar 20 g / 1, 100 ml of the appropriate concentrated amino acid solution 10x and glucose 2%) free from the amino acids leucine (Leu-), tryptophan (Trp <">) and histidine (His <~>), which allows growth only of yeast colonies containing both recombinant pBD-GALA4 plasmids (Trp <" >) and pAD-GAL4 (Leu <'>), and incubated at 30 ° C for 5 days. The yeast colonies thus obtained were transferred to Watman 3MM filter paper and subjected to the expression assay for the lacZ reporter gene, by soaking the same filters in a solution containing the chromogenic substrate 5-bromo-4-chloro-3-indolyl β-D-galactoside (X-Gal) and incubating at 30 ° C overnight.

Dal saggio dei 3 costrutti della oleato 12-idrossilasi con la libreria di espressione sono state individuate 7 colonie di lievito che presentavano la colorazione blu tipica dell'attività del gene lacZ e quindi indicanti la probabile interazione della proteina esca con una proteina bersaglio sconosciuta. Per verificare l'autenticità delle suddette colonie, queste sono state ripiastrate su terreno selettivo ed è stato ripetuto il saggio X-Gal. From the assay of the 3 oleate 12-hydroxylase constructs with the expression library, 7 colonies of yeast were identified which showed the blue color typical of lacZ gene activity and therefore indicating the probable interaction of the bait protein with an unknown target protein. To verify the authenticity of the aforementioned colonies, they were replated on selective medium and the X-Gal assay was repeated.

Delle 7 colonie individuate, solo una ha riconfermato il fenotipo precedente, mentre le altre sono risultate dei falsi positivi. Of the 7 colonies identified, only one reconfirmed the previous phenotype, while the others were found to be false positives.

La colonia di lievito positiva è risultata provenire dall'evento di co-trasformazione in cui è stato utilizzato il plasmide pBD-GAL4/C18-5', contenente la regione 5' del gene oleato 12-idrossilasi. The positive yeast colony resulted from the co-transformation event in which the pBD-GAL4 / C18-5 'plasmid, containing the 5' region of the oleate 12-hydroxylase gene, was used.

Parallelamente sono stati effettuati degli esperimenti di controllo della trasformazione con i 4 plasmidi pGal4, p53, pSV40 e pLaminC (Stratagene). Tali plasmidi sono stai utilizzati singolarmente o in coppia come riportato in tabella 1 e, in base alle combinazioni, essi hanno funzionato da controlli positivi o negativi. In tabella 1 sono riportati anche i risultati degli eventi di trasformazione in cui la proteina esca (bait) interagisce con una proteina target sconosciuta. In parallel, transformation control experiments were performed with the 4 plasmids pGal4, p53, pSV40 and pLaminC (Stratagene). These plasmids were used singly or in pairs as reported in table 1 and, according to the combinations, they functioned as positive or negative controls. Table 1 also shows the results of the transformation events in which the bait protein interacts with an unknown target protein.

Tabella 1 Table 1

dove SDÌ = terreno SD privo di Leu; SD2 = terreno SD privo di Trp; SD3 ~ terreno SD privo di Leu e di Trp e SD4 = terreno SD privo di Leu, Trp e HIs; where SDÌ = SD medium without Leu; SD2 = Trp-free SD medium; SD3 ~ SD medium devoid of Leu and Trp and SD4 = SD medium devoid of Leu, Trp and HIs;

Esempio 7 Example 7

Verifica della specificità di interazione Verification of interaction specificity

Per verificare la specificità di interazione tra l’oleato 12-idrossilasi e la nuova proteina identificata, sono stati condotti degli esperimenti di cotrasformazione in lievito in cui il DNA del plasmide target, chiamato pTargl, è stato saggiato in combinazione con l'intero gene della oleato 12-idrossilasi, con la regione 5' e con i geni delle proteine esca p53 e pLaminC. To verify the specificity of interaction between oleate 12-hydroxylase and the newly identified protein, cotransformation experiments were conducted in yeast in which the DNA of the target plasmid, called pTargl, was tested in combination with the entire gene of the oleate 12-hydroxylase, with the 5 'region and with the genes of the bait proteins p53 and pLaminC.

Per isolare il DNA plasmidico pTargl dalla colonia di lievito risultata positiva al saggio X-GAL, quest'ultima è stata inoculata in 2 mi di terreno di crescita YPAD (peptone 20 g/1, estratto di lievito 10 g/1, adenina solfato 40 mg/1 e glucosio 2% ) ed incubata a 30°C per 2 giorni. To isolate pTargl plasmid DNA from the yeast colony which tested positive in the X-GAL assay, the latter was inoculated in 2 ml of YPAD growth medium (20 g / 1 peptone, 10 g / 1 yeast extract, 40 adenine sulfate mg / 1 and glucose 2%) and incubated at 30 ° C for 2 days.

Per il recupero del DNA plasmidico si è proceduto alla rottura meccanica della parete cellulare del lievito utilizzando delle palline di vetro e gli acidi nucleici sono stati precipitati seguendo la procedura descritta da Sambrook, J. Et al., 1989, Cold Spring Harbor Laboratory Press . For the recovery of the plasmid DNA, the yeast cell wall was mechanically broken using glass beads and the nucleic acids were precipitated following the procedure described by Sambrook, J. Et al., 1989, Cold Spring Harbor Laboratory Press.

Circa 54g del plasmide pTargl sono stati utilizzati in un esperimento di co-trasformazione con _5 μg di DNA del plasmide contenente l'intero gene oleato 12-idrossilasi (pBD-GAL4/C18), e in un altro esperimento con 5 μg di DNA del plasmide contenente la porzione 5-terminale del gene oleato 12-idrossilasi (pBD-GAL4/C18-5'). Dai saggi dei due costrutti sono state individuate 2 colonie di lievito, una per ogni evento di cotrasformazione, che presentavano la colorazione blu tipica dell’attività del gene lacZ e quindi indicanti l'interazione della proteina esca con una proteina bersaglio sconosciuta. About 54g of the pTargl plasmid was used in a co-transformation experiment with _5 μg of plasmid DNA containing the entire oleate 12-hydroxylase gene (pBD-GAL4 / C18), and in another experiment with 5 μg of DNA from the plasmid. plasmid containing the 5-terminal portion of the oleate 12-hydroxylase gene (pBD-GAL4 / C18-5 '). From the assays of the two constructs, 2 colonies of yeast were identified, one for each cotransformation event, which presented the blue color typical of the lacZ gene activity and therefore indicating the interaction of the bait protein with an unknown target protein.

Le suddette colonie sono state piastrate su terreno selettivo SD(Leu<">,Trp<~>,His<”>) e saggiate nuovamente con X-Gal. Le due colonie individuate hanno riconfermato il fenotipo precedente. The above colonies were plated on SD selective medium (Leu <">, Trp <~>, His <”>) and tested again with X-Gal. The two colonies identified reconfirmed the previous phenotype.

Quando, invece, la proteina target è stata saggiata con le proteine esca p53 e pLaminC, come atteso, nessuna colonia ha presentato la colorazione blu al saggio X-Gal. Tali risultati indicavano che la nuova proteina identificata interagiva in modo specifico con l'oleato 12-idrossilasi . On the other hand, when the target protein was tested with the bait proteins p53 and pLaminC, as expected, no colony showed blue staining in the X-Gal assay. These results indicated that the newly identified protein interacted specifically with oleate 12-hydroxylase.

Per confermare la presenza e le dimensioni delle proteine usate come esca e per verificare la presenza e le dimensioni del frammento codificante per la proteina target, chiamata TargH12, sono state effettuate analisi di PCR sul DNA estratto dai due cloni di lievito risultati positivi al saggio per l'espressione del gene reporter lacZ. To confirm the presence and size of the proteins used as bait and to verify the presence and size of the fragment coding for the target protein, called TargH12, PCR analyzes were carried out on the DNA extracted from the two yeast clones tested positive for the assay. expression of the lacZ reporter gene.

Per l'amplificazione sono stati utilizzati primer specifici per la regione del Binding Domain (BD) e per la regione del dominio di attivazione (AD) nelle condizioni suggerite dalla casa fornitrice del kit. Specific primers for the Binding Domain (BD) region and for the Activation Domain (AD) region were used for amplification under the conditions suggested by the kit supplier.

Le sequenze di primer specifici per il dominio di attivazione sono state riportate nell'esempio 4, mentre le sequenze per il Binding Domain sono le seguenti: The primer sequences specific for the activation domain were reported in Example 4, while the sequences for the Binding Domain are the following:

^a) 5'BD: 5’GTG CGA CAT CAT CAT CGG AAG3<1>^ a) 5'BD: 5'GTG CGA CAT CAT CAT CGG AAG3 <1>

b) 3'BD: 5'CCT AAG AGT CAC TTT AAA ATT3' b) 3'BD: 5'CCT AAG AGT CAC TTT AAA ATT3 '

L'autenticità dei prodotti di amplificazione è stata dimostrata oltre che dalla grandezza dei frammenti attesi anche dall'analisi di ibridazione condotta sugli stessi. The authenticity of the amplification products was demonstrated not only by the size of the expected fragments but also by the hybridization analysis conducted on them.

Esempio 8 Example 8

Analisi di sequenza del plasmide Targl Sequence analysis of the Targl plasmid

Il DNA plasmidico di pTargl è stato sottoposto a reazione di amplificazione mediante l'uso di primer specifici del plasmide pAD-GAL4, 5'AD primer e 3'AD primer. Il frammento prodotto è stato purificato con il Kit GeneClean™ (BIO 10 Ine. USA). Circa 100 ng del DNA così purificato sono stati ligati con 50 ng di plasmide pGEM-T (Promega) in 10 μΐ di miscela di reazione, in presenza di 2 unità di T4 DNA ligasi, a 4°C per una notte. The plasmid DNA of pTargl was subjected to amplification reaction using pAD-GAL4 specific plasmid primers, 5'AD primer and 3'AD primer. The fragment produced was purified with the GeneClean ™ Kit (BIO 10 Ine. USA). Approximately 100 ng of the purified DNA was ligated with 50 ng of pGEM-T plasmid (Promega) in 10 μΐ of reaction mixture, in the presence of 2 units of T4 DNA ligase, at 4 ° C overnight.

5 μΐ della miscela di ligasi sono stati utilizzati per trasformare cellule competenti di E.coli DH5a (BRL). I trasformanti sono stati selezionati su terreno LB addizionato con 50 pg/ml di ampicillina. 5 μΐ of the ligase mixture was used to transform competent E. coli DH5a (BRL) cells. The transformants were selected on LB medium supplemented with 50 pg / ml of ampicillin.

Da 6 cloni positivi, che mostravano cioè una colorazione bianca, è stato estratto il DNA plasmidico e sequenziato con il Kit Taq Dye Deoxy T Cycle Sequencing™ (AB-PEC), utilizzando il sequenziatore ABI Prism 373A DNA Sequencer (AB-PEC). Plasmid DNA was extracted from 6 positive clones, ie showing white staining, and sequenced with the Taq Dye Deoxy T Cycle Sequencing ™ Kit (AB-PEC), using the ABI Prism 373A DNA Sequencer (AB-PEC).

Dalle analisi di sequenza si osserva che il gene isolato di 762 bp (SEQ: ID NO: 4) contiene un Open reading frame (ORF) di 540 bp, preceduto da 75 bp al 5' e seguito da 147 bp al 3' dove è presente la coda di poly(A). L'ORF codifica una proteina di 180 amminoacidi (SEQ: ID NO: 5), indicata TargHl2, con un peso molecolare di 19,8 kilodaltons. From the sequence analysis it is observed that the isolated gene of 762 bp (SEQ: ID NO: 4) contains an Open reading frame (ORF) of 540 bp, preceded by 75 bp at 5 'and followed by 147 bp at 3' where it is present the tail of poly (A). The ORF encodes a protein of 180 amino acids (SEQ: ID NO: 5), designated TargHl2, with a molecular weight of 19.8 kilodaltons.

Esempio 9 Example 9

Analisi Souther Blot Souther Blot Analysis

Per verificare l'identità della proteina in grado di interagire con l'oleato 12-idrossilasi ed il numero di copie in ricino del gene corrispondente all'inserto del plasmide pTargl, sono state condotte analisi sul DNA genomico di diverse specie, isolato con il metodo Dellaporta et al., 1983, Plant Mol. Biol.:1,19-21. To verify the identity of the protein capable of interacting with the oleate 12-hydroxylase and the number of copies in castor of the gene corresponding to the insert of the plasmid pTargl, analyzes were carried out on the genomic DNA of different species, isolated with the method Dellaporta et al., 1983, Plant Mol. Biol.: 1.19-21.

Circa 6 μg di DNA genomico isolati rispettivamente da: Approximately 6 μg of genomic DNA isolated respectively from:

Ricinus communis, Lesquerella_ fendleri, Linum usitatissimum, Brassica napus, Helianthus annuus, Limnantes douglasii, Lycopersicon esculentum, Beta vulgaris, Zea mays, Nicotiana tabacum e Saccharomyces cerevisiae, sono stati digeriti con 100 unità dell'enzima EcoRI (Boehringer) in 100 μΐ di miscela di reazione, a 37°C per 1 ora. Ricinus communis, Lesquerella_ fendleri, Linum usitatissimum, Brassica napus, Helianthus annuus, Limnantes douglasii, Lycopersicon esculentum, Beta vulgaris, Zea mays, Nicotiana tabacum and Saccharomyces cerevisiae, were digested with 100 units of the EcoRI enzyme reaction mixture, at 37 ° C for 1 hour.

Le miscele di digestione sono state caricate su gel di agarosio allo 0,8% e sottoposte ad elettroforesi orizzontale. Il DNA è stato trasferito su filtro di nitrocellulosa (Hybond-N (+) Hamersham) con il metodo Southern (Sambrook, J. Et al. Cold Spring Harbor Laboratory Press). The digestion mixes were loaded onto 0.8% agarose gel and subjected to horizontal electrophoresis. The DNA was transferred to a nitrocellulose filter (Hybond-N (+) Hamersham) by the Southern method (Sambrook, J. Et al. Cold Spring Harbor Laboratory Press).

Questo filtro è stato ibridato per una notte a 65°C, dopo una pre-ibridazione di circa 4 ore a 65°C, in una soluzione contenente 6XSSC, 1% SDS, 10X Denhardt’s e tRNA alla concentrazione di 10 μg per mi di soluzione di ibridazione utilizzata. Come sonda è stato utilizzato il frammento di 762 bp isolato dal plasmide pTargl, marcato con <32>P (Sambrook e Fritsch, E.F. and Maniatis, T. (1989), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, (Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, NY) 2nd Ed.1989). This filter was hybridized overnight at 65 ° C, after a pre-hybridization of approximately 4 hours at 65 ° C, in a solution containing 6XSSC, 1% SDS, 10X Denhardt's and tRNA at a concentration of 10 μg per ml of solution. of hybridization used. The 762 bp fragment isolated from the plasmid pTargl, labeled with <32> P (Sambrook and Fritsch, E.F. and Maniatis, T. (1989), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, (Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, NY) 2nd Ed. 1989).

Il filtro è stato lavato a 65°C 2 volte in 2XSSC, 0,2% SDS per 30 minuti e una volta in 0,2XSSC, 0,02% SDS per 20 minuti, quindi esposto ai raggi X per autoradiografia . The filter was washed at 65 ° C 2 times in 2XSSC, 0.2% SDS for 30 minutes and once in 0.2XSSC, 0.02% SDS for 20 minutes, then exposed to X-rays for autoradiography.

L'ibridazione ha evidenziato una singola banda solo sul DNA genomico isolato da R.communis. Questo dimostrava che il gene isolato era specifico del genoma di questa pianta, che era presente in singola copia e che il risultato ottenuto non era un artefatto del sistema impiegato per la sua individuazione (figura 1). Hybridization revealed a single band only on the genomic DNA isolated from R.communis. This showed that the isolated gene was specific to the genome of this plant, that it was present in a single copy and that the result obtained was not an artifact of the system used for its identification (Figure 1).

Esempio 10 Example 10

Analisi di espressione Expression analysis

Per effettuare le analisi di espressione del gene codificante la proteina TargH12, è stato preparato l'RNA messaggero da differenti organi (foglie, fusto e radici) di R.communis ed a diversi stadi di sviluppo del seme (10-20-30-35^40 giorni dopo l'impollinazione, DAP). To carry out the expression analysis of the gene encoding the TargH12 protein, messenger RNA was prepared from different organs (leaves, stem and roots) of R.communis and at different stages of seed development (10-20-30-35 ^ 40 days after pollination, DAP).

Circa 7 pg di ciascun campione sono stati caricati su gel di agarosio all'1,4% contenente formaldeide e sottoposti a corsa elettroforetica. Gli RNA sono stati trasferiti su filtro di nitrocellulosa (Hybond-N (+)<R >Hamersham) usando le procedure standard del Northern blot. Il filtro è stato ibridato con una , sonda corrispondente al frammento di 762 bp del plasmide pTargl marcato con <32>P. La reazione è stata condotta in una soluzione di ibridazione contenente 6XSSC, 1%SDS, 10X Denhardt's e 10 μg di tRNA, a 65°C per una notte, dopo pre-ibridazione di 5 ore nella medesima soluzione a 65°C. Approximately 7µg of each sample were loaded onto 1.4% agarose gel containing formaldehyde and subjected to electrophoretic running. The RNAs were transferred to a nitrocellulose filter (Hybond-N (+) <R> Hamersham) using standard Northern blot procedures. The filter was hybridized with a probe corresponding to the 762 bp fragment of the plasmid pTargl labeled with <32> P. The reaction was carried out in a hybridization solution containing 6XSSC, 1% SDS, 10X Denhardt's and 10 μg of tRNA, at 65 ° C overnight, after 5 hours pre-hybridization in the same solution at 65 ° C.

Il filtro è stato lavato a 65°C 2 volte in 2xSSC,02% SDS per 20 minuti e una volta in 0,2XSSC, 0,02%SDS a 65°C per 20 minuti e poi esposto ai raggi X per autoradiografia . The filter was washed at 65 ° C 2 times in 2xSSC, 02% SDS for 20 minutes and once in 0.2XSSC, 0.02% SDS at 65 ° C for 20 minutes and then exposed to X-rays for autoradiography.

I risultati hanno evidenziato la presenza di un segnale, localizzato in una banda di circa 1 Kb (figura 2), nei campioni corrispondenti ai semi immaturi di 10 e 20 DAP. Un segnale simile è stato osservato nel campione di RNA estratto dalle foglie. The results showed the presence of a signal, localized in a band of about 1 Kb (figure 2), in the samples corresponding to the immature seeds of 10 and 20 DAP. A similar signal was observed in the RNA sample extracted from the leaves.

Lo stesso filtro Northern è stato ibridato con il frammento della oleato 12-idrossilasi che inizia ad esprimersi nei semi immaturi a 20 DAP, dove il segnale è molto debole, per poi aumentare la sua espressione negli stadi a 30, 35 e 40 DAP (figura 3). Nessun segnale di ibridazione è stato evidenziato nei campioni di RNA corrispondenti a foglie, fusto e radici. The same Northern filter was hybridized with the oleate fragment 12-hydroxylase which begins to express itself in immature seeds at 20 DAP, where the signal is very weak, and then increases its expression in stages at 30, 35 and 40 DAP (figure 3). No hybridization signal was detected in the RNA samples corresponding to leaves, stem and roots.

Da tali risultati si deduce che, con molta probabilità, la proteina isolata con il sistema del doppio ibrido interviene nei primi stadi di sviluppo del seme di R.communis, quando inizia la sintesi dell'acido ricinoleico . From these results it can be deduced that, in all probability, the protein isolated with the double hybrid system intervenes in the early development stages of the R.communis seed, when the synthesis of ricinoleic acid begins.

SEQUENCE LISTING SEQUENCE LISTING

NUMBER OF SEQUENCE5: 15 NUMBER OF SEQUENCE5: 15

(1) INFORMATION FOR SEQ ID NO:l: (i) SEQUENCE CHARACTERISTICS: (1) INFORMATION FOR SEQ ID NO: l: (i) SEQUENCE CHARACTERISTICS:

(A) LENGHT: 1216 base pairs (A) LENGHT: 1216 base pairs

(B) TYPE: Nucleic acid (B) TYPE: Nucleic acid

(C) STRANDEDNESS: Single (C) STRANDEDNESS: Single

(D) TOPOLOGY: Linear (D) TOPOLOGY: Linear

(ii) MOLECULE TYPE: DNA (genomic) (xi) SEQUENCE DESCRIPTION: (ii) MOLECULE TYPE: DNA (genomic) (xi) SEQUENCE DESCRIPTION:

(1) INFORMATION FOR SEQ ID NO:5: (1) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 5:

(i) SEQUENCE CHARACTERISTICS: (A) LENGHT: 180 amino acids (B) TYPE: amino acid (i) SEQUENCE CHARACTERISTICS: (A) LENGHT: 180 amino acids (B) TYPE: amino acid

(D) TOPOLOGY: Linear (D) TOPOLOGY: Linear

(ii) MOLECULE TYPE: protein (xi) SEQUENCE DESCRIPTION: (ii) MOLECULE TYPE: protein (xi) SEQUENCE DESCRIPTION:

Claims (1)

RIVENDICAZIONI Gene isolato dal DNA genomico di Ricinus conununis caratterizzato dalla sequenza nucleotidica SEQ ID No: 4 2. Un vettore ricombinante ad espressione comprendente il gene avente la sequenza nucleotidica SEQ ID No: 4. 3. Il vettore secondo la rivendicazione 2, depositato come E coli DH5a MA292 con il numero di deposito CBS 101642. 4. Un microorganismo trasformato con il vettore ricombiante ad espressione della rivendicazione 2. 5. Piante transgeniche comprendenti nelle proprie cellule il gene avente la sequenza nucleotidica SEQ ID No: 4 6. Le piante transgeniche della rivendicaziobe 5, selezionate tra Arabidopsis thaliana, Linum usitatissimum, Helianthus annus e Brassica napus. 7 . Semi ottenuti da piante transgeniche della rivendicazione 5. 8. Una proteina caratterizzata dalla sequenza amminoacidica avente la sequenza SEQ ID No:5. CLAIMS Gene isolated from Ricinus conununis genomic DNA characterized by the nucleotide sequence SEQ ID No: 4 2. An expression recombinant vector comprising the gene having the nucleotide sequence SEQ ID No: 4. The vector according to claim 2, filed as E coli DH5a MA292 with filing number CBS 101642. 4. A microorganism transformed with the recombinant vector expressing claim 2. 5. Transgenic plants comprising in their cells the gene having the nucleotide sequence SEQ ID No: 4 6. The transgenic plants of claim 5, selected from Arabidopsis thaliana, Linum usitatissimum, Helianthus annus and Brassica napus. 7. Seeds obtained from transgenic plants of claim 5. 8. A protein characterized by the amino acid sequence having the sequence SEQ ID No: 5.
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US5801026A (en) * 1994-09-26 1998-09-01 Carnegie Institution Of Washington Use of plant fatty acyl hydroxylases to produce hydroxylated fatty acids and derivatives in plants
US6310194B1 (en) * 1994-09-26 2001-10-30 Carnegie Institution Of Washington Plant fatty acid hydroxylases

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