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高等植物啟動子研究進展

作者:宋檢 時間:2022-10-31 來源:互聯(lián)網(wǎng)

在核心啟動子上 游通常會有一些特殊的DNA序列,即順式作用元件,轉(zhuǎn)錄因子與之結(jié)合從而激活或抑制基因的轉(zhuǎn)錄。一旦RNA聚合酶定位并結(jié)合在啟動子上即可 啟動基因轉(zhuǎn)錄,因此啟動子是基因表達調(diào)控的重要元件,它與RNA聚合酶及其他蛋白輔助因子等反式作用因子的相互作用是啟動子調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的實質(zhì)。


根據(jù)啟動子的轉(zhuǎn)錄模式可將其分為3類:組成型啟動子、組織或器官特異性啟動子和誘導(dǎo)型啟動子。


在組成型啟動子調(diào)控下,不同組織器官和發(fā)育階段的基因表達沒有明顯差異,因而稱之組成型啟動子,雙子葉植 物中*常使用的組成型啟動子是花椰菜花葉病毒(CaMV)35S啟動子,它具多種順式作用元件。其轉(zhuǎn)錄起始位點上游-343~-46bp是轉(zhuǎn)錄增強區(qū) ,-343~-208和-208~-90bp是轉(zhuǎn)錄激活區(qū),-90~-46bp是進一步增強轉(zhuǎn)錄活性的區(qū)域,在了解CaMV 35S啟動子各種順式作用元件的基礎(chǔ)上,人們利用它的核心序列構(gòu)建人工啟動子,以得到轉(zhuǎn)錄活性更高的啟動子,Mitsuhara等利用CaMv 35s核心啟動子與CaMV 35S啟動子的5'端不同區(qū)段 和煙草花葉病毒的5'非轉(zhuǎn)錄區(qū)(omega序列)相連,發(fā)現(xiàn)把兩個CaMV 35S啟動子-419~-90(E12)序列與omega序列串聯(lián),在轉(zhuǎn)基因煙草中GUS有 *大的表達活性,把7個CaMV35S啟動子的-290~-90(E7)序列與omega序列串聯(lián),非常適合驅(qū)動外源基因在水稻中的表達。用這兩種結(jié)構(gòu)驅(qū)動 GUS基因表達,在轉(zhuǎn)基因煙草和水稻中GUS活性比單用CaMV 35S啟動子高20~70倍。



另一種高效的組成型啟動子CsVMV是從木薯葉脈花葉病毒(cassava vein mosaic virus )中分離的。該啟動子 -222~-173bp負(fù)責(zé)驅(qū)動基因在植物綠色組織和根尖中表達,其中-219/-203是TGACG重復(fù)基序,即as1 (activating sequence 1),-183/-180為 GATA(又稱為as2),這兩個元件的互作對控制基因在綠色組織中表達至關(guān)重要。該啟動子-178~-63bp包含負(fù)責(zé)調(diào)控基因在維管組織中表達的 元件。CsVMV啟動子在轉(zhuǎn)基因葡萄中驅(qū)動外源基因的轉(zhuǎn)錄能力與使用兩個串聯(lián)的CaMV35S啟動子相當(dāng),兩個串聯(lián)的CsVMV啟動子轉(zhuǎn)錄活性更強。


Rance等利用CoYMV(commelina yellow mosaic virus),CsVMV啟動子區(qū)和CaMV 35S啟動子的激活序列(as1,as2)人工構(gòu)建高效融合啟動子,瞬時表達實驗表明該啟動子可驅(qū)動報告基因在雙子葉植物煙草中高效表達,在單子葉植物玉米中其驅(qū)動能力比通常使用的γ玉米蛋白啟動子高6倍。因此用這種人工構(gòu)建的高效 啟動子驅(qū)動抗病基因或目的蛋白基因,在雙子葉和單子葉植物中均可達到較理想的效果。

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