ES2304127T3 - Promotores del virus del rizado de hoja amarilla de cestrum. - Google Patents
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Abstract
Secuencia de ADN que comprende a) una secuencia de nucleótidos seleccionada del grupo que consiste en la SEC ID Nº: 1, SEC ID Nº: 2, SEC ID Nº: 3, SEC ID Nº: 4, SEC ID Nº: 19 y SEC ID Nº: 20, o b) el complemento de una secuencia de ADN que se hibrida en condiciones severas con una cualquiera de SEC ID Nº: 1, SEC ID Nº: 2, SEC ID Nº: 3 ó SEC ID Nº: 4, en donde dicho complemento actúa como promotor de transcripción de una secuencia de nucleótidos asociada, c) una secuencia de ADN que comprende una tira consecutiva de al menos 50 nt de la SEC ID Nº: 1, en donde dicha secuencia de ADN actúa como promotor de transcripción de una secuencia de nucleótidos asociada.
Description
Promotores del virus del rizado de hoja amarilla
de Cestrum.
\global\parskip0.930000\baselineskip
La presente invención se refiere a nuevas
secuencias de ADN que actúan como promotores de transcripción de
secuencias de nucleótidos asociadas en plantas. Más específicamente,
esta invención se refiere a nuevos promotores que confieren una
expresión constitutiva a una secuencia de nucleótidos asociada de
interés.
En el campo de la agricultura existe un continuo
deseo de modificar plantas en función de las necesidades. Un modo
de lograr esto es usando modernas técnicas de ingeniería genética.
Por ejemplo, introduciendo un gen de interés en la planta, ésta
puede ser modificada específicamente para expresar un rasgo
fenotípico deseable. Para ello, lo más habitual es que las plantas
sean transformadas con un gen heterólogo que comprende una región
promotora, una región codificadora y una región de finalización.
Cuando se diseña genéticamente un gen heterólogo para su expresión
en plantas, la selección de un promotor es un factor crítico. Aunque
puede ser deseable expresar determinados genes únicamente como
respuesta a estímulos particulares o confinados en células o tejidos
específicos, otros genes se expresan de forma más deseable
constitutivamente, es decir, en toda la planta y en todo momento y
la mayoría de tejidos y órganos. En el pasado se ha usado
ampliamente el promotor 35S de Virus del Mosaico de la Coliflor
(promotor CaMV 35S) para la expresión constitutiva de genes
heterólogos en plantas. Sin embargo, hay ocasiones en las que es
deseable usar promotores alternativos. Por lo tanto, un objetivo
principal de la presente invención es proporcionar dichos promotores
alternativos para la expresión de una secuencia de nucleótidos de
interés en plantas. La invención también proporciona moléculas de
ADN recombinante, vectores de expresión y plantas transgénicas que
comprenden los promotores de la presente invención.
Así, la presente invención proporciona:
una secuencia de ADN capaz de conducir la
expresión de una secuencia de nucleótidos asociada, en donde dicha
secuencia de ADN se obtiene a partir del genoma del virus de rizado
de hoja amarilla de Cestrum (CmYLCV). Se prefiere una secuencia de
ADN que se obtiene del promotor de longitud completa de CmYLCV y que
comprende la secuencia de nucleótidos mostrada en la SEC ID
Nº:1.
En particular, se proporcionan secuencias de
ADN, en donde
- dicha secuencia de ADN comprende la secuencia
de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº:2
- dicha secuencia de ADN comprende la secuencia
de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº:3
- dicha secuencia de ADN comprende la secuencia
de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº:4
- dicha secuencia de ADN comprende la secuencia
de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº:5
- dicha secuencia de ADN comprende la secuencia
de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº:6
- dicha secuencia de ADN se hibrida en
condiciones severas con una cualquiera de SEC ID Nº:1, SEC ID Nº:2,
SEC ID Nº:3, SEC ID Nº:4, SEC ID Nº:5 ó SEC ID Nº:6, en particular
en donde la secuencia de ADN tal como se ha men-
cionado anteriormente comprende la secuencia de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº:19 ó en la SEC ID Nº:20.
cionado anteriormente comprende la secuencia de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº:19 ó en la SEC ID Nº:20.
La invención proporciona demás secuencias de ADN
que comprenden un tira consecutiva de al menos 50 nt,
preferiblemente de entre aproximadamente 400 bases y
aproximadamente 650 bases, más preferiblemente de entre
aproximadamente 200 bases y aproximadamente 400 bases y aún más
preferiblemente de aproximadamente 350 bases de longitud de la SEC
ID Nº:1, en donde dichas secuencias de ADN son capaces de conducir
la expresión de una secuencia de nucleótidos asociada.
En una realización particular de la invención
dicha tira consecutiva de al menos 500 nt, preferiblemente de entre
aproximadamente 400 bases y aproximadamente 650 bases, más
preferiblemente de entre aproximadamente 200 bases y
aproximadamente 400 bases, y aún más preferiblemente de
aproximadamente 350 bases de longitud, tiene al menos un 75%,
preferiblemente un 80%, más preferiblemente un 90% y aún más
preferiblemente un 95% de identidad de secuencia con una tira
consecutiva correspondiente de al menos 50 nt, preferiblemente de
entre aproximadamente 400 bases y aproximadamente 650 bases, más
preferiblemente de entre aproximadamente 200 bases y
aproximadamente 400 bases, y aún más preferiblemente de
aproximadamente 350 bases de longitud de la SEC ID Nº:1. La
invención proporciona además moléculas de ADN recombinante que
comprenden una región promotora de tránscrito de longitud completa
aislada del virus de rizado de hoja amarilla de Cestrum.
Adicionalmente, la invención proporciona moléculas de ADN y cajas
de expresión de ADN que comprenden una secuencia de ADN de acuerdo
con la invención ligada operativamente a una secuencia de
nucleótidos de interés. La invención también proporciona vectores
de expresión de ADN que comprenden dicho ADN recombinante y dichas
cajas de expresión, respectivamente.
En particular, se proporcionan moléculas de ADN
recombinante y cajas de expresión de ADN en las que la secuencia de
nucleótidos de interés comprende una secuencia codificadora,
particularmente en donde
- la secuencia codificadora codifica un rasgo
fenotípico deseable
\global\parskip1.000000\baselineskip
- la secuencia codificadora codifica un gen
marcador seleccionable o monitorizable
- la secuencia codificadora codifica una
proteína que confiere resistencia a antibióticos, resistencia a
virus, resistencia a insectos, resistencia a enfermedades, o
resistencia a otras plagas, tolerancia a herbicidas, valor
nutricional mejorado, mejor aprovechamiento en un proceso industrial
o capacidad reproductora alterada
- la secuencia codificadora codifica una
proteína que confiere una ventaja selectiva positiva a las células
que han sido transformadas con dicha secuencia codificadora
- la secuencia codificadora codifica una
proteína que confiere una ventaja metabólica a las células que han
sido transformadas con dicha secuencia codificadora que consiste en
ser capaz de metabolizar un compuesto, en donde dicho compuesto es
manosa o xilosa o un derivado o precursor de las mismas, o un
sustrato de la proteína, o ser capaz de ser metabolizado por las
células transformadas con dicha secuencia codificadora en dicho
sustrato
- la secuencia codificadora codifica una enzima
seleccionada del grupo de xiloisomerasas,
fosfomano-isomerasa,
manosa-6-fosfato isomerasa,
manosa-1-fosfato isomerasa,
fosfomano mutasa, manosa epimerasa, manosa o xilosa fosfatasa,
manosa-6-fosfatasa,
manosa-1-fosfatasa y manosa o xilosa
permeasa
- la secuencia codificadora codifica una
fosfomano isomerasa
- la región codificadora es no traducible
- la región codificadora no traducible procede
de un gen vírico, en particular de TSWV, más particularmente del gen
TSWV NP
- la secuencia codificadora codifica enzimas de
valor comercial o metabolitos de la planta
- la secuencia codificadora se encuentra en
orientación antisentido
La invención también proporciona vectores de
expresión de ADN que comprenden una secuencia de ADN o una molécula
de ADN recombinante como se ha mencionado antes. En una realización
particular de la invención, dicho vector de expresión es pNOV2819 ó
pNOV2819. Además se proporcionan vectores de expresión de ADN que
comprenden una primera secuencia de ADN de acuerdo con la invención
ligada operativamente a una secuencia de nucleótidos de interés, y
una segunda secuencia de ADN de acuerdo con la invención ligada
operativamente a una secuencia de nucleótidos de interés. En una
realización específica de la invención los vectores de expresión de
ADN mencionados anteriormente son capaces de alterar la expresión de
un genoma vírico.
En una realización incluso más específica, el
vector de expresión de ADN mencionado anteriormente comprende una
primera secuencia de ADN capaz de expresar en una célula un
fragmento de ARN sentido de dicho genoma vírico o una porción del
mismo, y una segunda secuencia de ADN capaz de expresar en una
célula un fragmento de ARN antisentido de dicho genoma vírico o una
porción del mismo, en donde dicho fragmento de ARN sentido y dicho
fragmento de ARN antisentido son capaces de formar un ARN de cadena
doble.
Se proporcionan vectores de expresión como los
mencionados anteriormente en los que
- -
- dicho virus se selecciona del grupo que consiste en tospovirus, potivirus, potexivirus, tobamovirus, luteovirus, cucumovirus, bromovirus, closteorvirus, tombusvirus y furovirus
- -
- dichas secuencias de ADN comprenden una secuencia de nucleótidos derivada de un gen de proteína de membrana vírica, un gen de proteína de nucleocápsida vírica, un gen de replicasa vírica, o un gen de proteína de movimiento vírica, o porciones de los mismos
- -
- dicha secuencia de ADN deriva de un virus de marchitamiento y manchado de tomate (TSWV)
- -
- dicho ADN deriva de un gen de proteína de nucleocápsida.
La invención proporciona además células
anfitrionas transformadas de forma estable con una secuencia de ADN,
una molécula de ADN recombinante o un vector de expresión de ADN de
acuerdo con la invención. En particular, en donde
- -
- la célula anfitriona es una bacteria
- -
- la célula anfitriona es una célula vegetal
- -
- la célula anfitriona es una célula vegetal seleccionada del grupo que consiste en arroz, maíz, trigo, cebada, centeno, batata, maíz dulce, alubia, guisante, escarola, lechuga, col, coliflor, brócoli, nabo, rábano, espinaca, espárrago, cebolla, ajo, pimiento, apio, calabaza, cáñamo, calabacín, manzana, pera, membrillo, melón, ciruela, cereza, melocotón, nectarina, albaricoque, fresa, uva, frambuesa, zarzamora, piña, aguacate, papaya, mango, plátano, semilla de soja, tomate, sorgo, caña de azúcar, remolacha, girasol, semilla de colza, trébol, tabaco, zanahoria, algodón, alfalfa, patata, berenjena, pepino, Arabidopsis thaliana, y plantas leñosas tales como árboles coníferos y de hoja caduca, pero particularmente células de arroz, maíz, trigo, cebada, col, coliflor, pimiento, calabaza, melón, semilla de soja, tomate, remolacha, girasol o algodón, arroz, maíz, trigo, Sorghum bicolor, hierba, remolacha y semilla de soja
- -
- la célula hospedante es una célula vegetal procedente de una planta dicotiledónea
- -
- la célula hospedante es una célula vegetal procedente de una planta dicotiledónea seleccionada del grupo que consiste en semilla de soja, algodón, tabaco, remolacha y colza de semilla de aceite
- -
- la célula hospedante es una célula vegetal procedente de una planta monocotiledónea
- -
- la célula hospedante es una célula vegetal procedente de una planta monocotiledónea seleccionada del grupo que consiste en maíz, trigo, sorgo, centeno, avena, hierba, arroz y cebada.
Además, se proporcionan plantas, y la progenie
de las mismas, transformadas de forma estable con una secuencia de
ADN, una molécula de ADN recombinante o un vector de expresión de
ADN de acuerdo con la invención. En particular, en donde la planta
se selecciona del grupo que consiste en arroz, maíz, trigo, cebada,
centeno, batata, maíz dulce, alubia, guisante, escarola, lechuga,
col, coliflor, brócoli, nabo, rábano, espinaca, espárrago, cebolla,
ajo, pimiento, apio, calabaza, cáñamo, calabacín, manzana, pera,
membrillo, melón, ciruela, cereza, melocotón, nectarina,
albaricoque, fresa, uva, frambuesa, zarzamora, piña, aguacate,
papaya, mango, plátano, semilla de soja, tomate, sorgo, caña de
azúcar, remolacha, girasol, semilla de colza, trébol, tabaco,
zanahoria, algodón, alfalfa, patata, berenjena, pepino,
Arabidopsis thaliana, y plantas leñosas tales como árboles
coníferos y de hoja caduca, pero particularmente arroz, maíz, trigo,
cebada, col, coliflor, pimiento, calabaza, melón, semilla de soja,
tomate, remolacha, girasol o algodón, arroz, maíz, trigo,
Sorghum bicolor, hierba, remolacha y semilla de soja.
La presente invención describe además
- -
- el uso de la secuencia de ADN de acuerdo con la invención para expresar una secuencia de nucleótidos de interés
- -
- un método para producir una secuencia de ADN de acuerdo con la invención, en donde el ADN es producido mediante una reacción en cadena de polimerasa en la que al menos uno de los oligonucleótidos usados comprende una secuencia de nucleótidos que representa una tira consecutiva de 15, 18, 20, 22, 24 ó más pares base de la SEC ID Nº:1.
A fin de asegurar un entendimiento claro y
consistente de la especificación y de las reivindicaciones, se
proporcionan las siguientes definiciones:
CmYLCV: virus del rizado de hoja amarilla
de Cestrum.
Barajado de ADN: el barajado de ADN es un
método para introducir rápida, fácil y eficientemente
reestructuraciones, preferiblemente de forma aleatoria, en una
molécula de ADN, o para generar intercambios de secuencias de ADN
entre dos o más moléculas de ADN, preferiblemente de forma
aleatoria. La molécula de ADN resultante del barajado de ADN es una
molécula de ADN barajada que es una molécula de ADN que no existe de
forma natural derivada de al menos una molécula molde de ADN.
Expresión: se refiere a la transcripción
y/o a la traducción de un gen endógeno o de un transgén en plantas.
En el caso de construcciones antisentido, por ejemplo, la expresión
puede referirse únicamente a la transcripción del ADN
antisentido.
Secuencia funcionalmente equivalente: se
refiere a una secuencia de ADN que tiene una actividad promotora
sustancialmente similar a la del promotor de longitud completa de
CmYLCV, o de partes del mismo, y que en condiciones severas de
hibridación se hibrida con dichas secuencias de promotor.
Gen: se refiere a una secuencia
codificadora y a la secuencia reguladora asociada, en donde la
secuencia codificadora se transcribe en ARN tal como mARN, rARN,
tARN, snARN, ARN sentido o ARN antisentido. Ejemplos de las
secuencias reguladoras son las secuencias promotoras, las
secuencias 5' y 3' no traducidas y las secuencias de finalización.
Otros elementos que pueden estar presentes son, por ejemplo,
intrones.
Gen de interés: se refiere a cualquier
gen que, cuando es transferido a una planta, confiere en la planta
una característica deseada tal como resistencia a antibióticos,
resistencia a virus, resistencia a insectos, resistencia a
enfermedades o resistencia a otras plagas, tolerancia a herbicidas,
valor nutricional mejorado, mejores propiedades para su procesado
industrial o capacidad reproductora alterada. El "gen de
interés" también puede ser uno que sea transferido a plantas
para la producción en la planta de enzimas o metabolitos de valor
comercial.
\newpage
Heterólogo, tal como se usa en la
presente memoria, significa de origen natural o sintético diferente.
Por ejemplo, si una célula hospedante es transformada con una
secuencia de ácido nucleico que no existe en la célula hospedante
no transformada, se dice que dicha secuencia de ácido nucleico es
heteróloga respecto a la célula hospedante. El ácido nucleico
transformante puede comprender un promotor heterólogo, una secuencia
codificadora heteróloga, o una secuencia de finalización
heteróloga. Alternativamente, el ácido nucleico transformante puede
ser completamente heterólogo o puede comprender cualquier
combinación posible de secuencias de ácido nucleico heterólogas y
endógenas.
Región líder: la región en un gen que se
encuentra entre la posición de inicio de la transcripción y la
posición de inicio de la traducción.
Gen marcador: se refiere a un gen que
codifica un rasgo seleccionable o monitorizable.
Ligado operativamente a/asociado a: se
dice que una secuencia de ADN reguladora está "ligada
operativamente a" ó "asociada a" una secuencia de ADN que
codifica para un ARN o una proteína si las dos secuencias están
situadas de tal modo que la secuencia de ADN reguladora afecta a la
expresión de la secuencia de ADN codificadora.
Planta: se refiere a cualquier planta,
particularmente a plantas de semilla
Célula vegetal: unidad estructural y
fisiológica de la planta, que comprende un protoplasto y una pared
celular. La célula vegetal puede estar en forma de una única célula
aislada o de una célula cultivada, o como parte de una unidad
superior organizada tal como, por ejemplo, un tejido vegetal o un
órgano de la planta.
Material vegetal: se refiere a hojas,
tallos, raíces, flores o partes de la flor, frutas, polen, tubos de
polen, óvulos, sacos de embriones, células huevo, zigotos,
embriones, semillas, esquejes, cultivos de células o de tejidos, o
cualquier otra parte o producto de una planta.
Promotor: se refiere a una secuencia de
ADN que inicia la transcripción de una secuencia de ADN asociada.
La región promotora también puede incluir elementos que actúan como
reguladores de la expresión génica tal como activadores,
potenciadores, y/o represores, y puede incluir toda o parte de la
secuencia líder 5' no traducida.
Molécula de ADN recombinante: una
combinación de secuencias de ADN que se unen usando tecnología de
ADN recombinante.
Tecnología de ADN recombinante:
procedimientos usados para unir secuencias de ADN tal como los
descritos en, por ejemplo, Sambrook y col., 1989, Cold Spring
Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Gen marcador monitorizable: se refiere a
un gen cuya expresión no confiere una ventaja selectiva a una célula
transformada, pero cuya expresión hace que la célula transformada
sea fenotípicamente diferente de las células no transformadas.
Gen marcador seleccionable: se refiere a
un gen cuya expresión en una célula vegetal proporciona a la célula
una ventaja selectiva. La ventaja selectiva que poseen las células
transformadas con el gen marcador seleccionable puede deberse a su
capacidad para crecer en presencia de un agente selectivo negativo,
tal como un antibiótico o un herbicida, en comparación con el
crecimiento de células no transformadas. La ventaja selectiva que
poseen las células transformadas, en comparación con las células no
transformadas, también puede deberse a su capacidad nueva o
mejorada para utilizar un compuesto añadido como nutriente, factor
de crecimiento o fuente de energía. El gen marcador seleccionable
también se refiere a un gen o a una combinación de genes cuya
expresión en una célula vegetal en presencia del agente selectivo,
en comparación con la ausencia del agente selectivo, tiene un
efecto positivo en la célula vegetal transformada y un efecto
negativo sobre la célula vegetal no transformada, por ejemplo con
respecto al crecimiento, y por tanto proporciona a la célula vegetal
transformada una ventaja selectiva positiva.
Identidad de secuencia: el porcentaje de
identidad de secuencia se determina usando programas de ordenador
que se basan en algoritmos de programación dinámica. Los programas
de ordenador preferidos dentro del alcance de la presente invención
incluyen el programa de búsqueda BLAST (Basic Local Alignment Search
Tool) diseñado para explorar todas las bases de datos de secuencias
disponibles independientemente de si la búsqueda es de una proteína
o de un ADN. La versión BLAST 2.0 (Gapped BLAST) de esta herramienta
de búsqueda ha sido puesta a disposición del público en Internet
(actualmente en http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/). Usa un
algoritmo heurístico, que busca alineamientos locales en lugar de
globales, y por tanto es capaz de detectar relaciones entre
secuencias, que comparten únicamente regiones aisladas. Las
puntuaciones asignadas en una búsqueda BLAST tienen una
interpretación estadística bien definida. Dichos programas se
ejecutan preferiblemente fijando los parámetros opcionales en sus
valores por defecto.
Transformación: se refiere a la
introducción de un ácido nucleico en una célula. En particular, se
refiere a la integración estable de una molécula de ADN en el
genoma de un organismo de interés.
TSWV: virus de marchitamiento y manchado
de tomate (del inglés "tomato spotted wilt virus").
La presente invención se refiere a secuencias de
ADN que pueden obtenerse del genoma del virus de rizado de hoja
amarilla de Cestrum (CmYLCV). Se prefieren las secuencias de ADN que
pueden obtenerse a partir del promotor de longitud completa de
CmYLCV que sean capaces de conducir la expresión de una secuencia de
nucleótidos asociada de interés. Las secuencias de ADN que
comprenden equivalentes funcionales y/o estructurales de las mismas
también quedan abarcadas por la invención. Por tanto, la presente
invención se refiere a secuencias de ADN que actúan como promotores
de transcripción de secuencias de nucleótidos asociadas. La región
promotora también puede incluir elementos que actúan como
reguladores de la expresión génica tal como activadores,
potenciadores, y/o represores, y puede incluir toda o parte de la
secuencia líder 5' no traducida del mARN transcrito. En una
realización preferida de la invención, dicha secuencia de ADN
confiere expresión constitutiva a una secuencia de nucleótidos
asociada. La expresión constitutiva significa que la secuencia de
nucleótidos de interés se expresa en todo momento en la mayoría de
los tejidos y órganos. Cuando se evalúa en asociación con un gen
informador GUS o CAT en ensayos de expresión transitoria, la
secuencia de ADN de acuerdo con la invención confiere un elevado
nivel de expresión del gen informador GUS o CAT. Por tanto, la
secuencia de ADN de acuerdo con la invención es útil para un
elevado nivel de expresión de una secuencia de nucleótidos asociada
de interés, que preferiblemente es una secuencia codificadora. El
especialista en la técnica puede apreciar que la secuencia
codificadora asociada de interés puede expresarse en orientación
sentido o antisentido. Además, la secuencia codificadora de interés
puede ser de origen heterólogo u homólogo con respecto a la planta
que se va a transformar. En el caso de una secuencia codificadora
homóloga, la secuencia de ADN de acuerdo con la invención es útil
para la expresión ectópica de dicha secuencia. En una realización
particular de la invención, la expresión de la secuencia
codificadora de interés bajo el control de una secuencia de ADN de
acuerdo con la invención suprime su propia expresión y la de la
copia original del gen mediante un proceso denominado
cosupresión.
cosupresión.
Los promotores de la presente invención pueden
obtenerse a partir de ADN genómico de virus del rizado de hoja
amarilla de Cestrum (CmYLCV), que puede aislarse, por ejemplo, de
plantas Cestrum parqui infectadas. Las plantas Cestrum
parqui infectadas con CmYLCV se identifican por malformaciones
de arrugas en las hojas y por sus mosaicos de hojas. A continuación
el ADN es secuenciado y analizado. La comparación de secuencia con
secuencias de las bases de datos muestra que la organización
genómica del CmYLCV está relacionada con uno de los otros miembros
de la familia de Caulimovirus. El CmYLCV contiene 8 marcos de
lectura abiertos. La comparación de secuencia de los productos
génicos de CmYLCV muestra que el producto génico I está implicado
en los movimientos intracelulares: el gen A codifica una pequeña
proteína de función desconocida, el gen B codifica el factor de
transmisión áfida; el gen C codifica una proteína asociada a virión;
el gen IV es la proteína principal de la cápsida; el gen V codifica
una transcriptasa inversa y el gen VI activa en trans la traducción
de genes víricos en el tránscrito de longitud completa. De especial
interés es el denominado promotor de tránscrito de longitud
completa de CmYLCV.
El especialista en la técnica apreciará que
pueden usarse varias regiones del promotor de tránscrito de longitud
completa de CmYLCV de acuerdo con la invención. Una realización
particular de la invención es la región de promotor de tránscrito
de longitud completa de CmYLCV mostrada en la SEC ID Nº:1,
denominada promotor CmpD. Esta secuencia contiene 350 pb de
promotor de tránscrito de longitud completa de CmYLCV y 320 pb de la
secuencia líder 5' no traducida del tránscrito de longitud completa
de CmYLCV. Esta secuencia se obtiene mediante secuenciamiento de
ADN genómico de CmYLCV. Las secuencias promotora y líder,
respectivamente, se identifican por comparación con secuencias de
la base de datos. En la SEC ID Nº:19 se muestra una variante de la
SEC ID Nº:1, denominada CmpE, en la que la secuencia líder 5' no
traducida del tránscrito de longitud completa de CmYLCV es de 318
pb en lugar de 320 pb.
Una realización preferida de la invención es la
secuencia de ADN mostrada en la SEC ID Nº:2, denominada promotor
CmpC. El promotor CmpC es un fragmento de la secuencia mostrada en
la SEC ID Nº:1 y contiene 346 pb de promotor de tránscrito de
longitud completa de CmYLCV, correspondientes a las bases 5 a 350 de
la SEC ID Nº:1. Esta secuencia de ADN puede obtenerse mediante PCR
con ADN genómico procedente de virus del rizado de hoja amarilla de
Cestrum o de plantas Cestrum parqui infectadas con virus del
rizado de hoja amarilla de Cestrum usando el cebador de dirección
hacia adelante Cmp1 (SEC ID Nº:13) y el cebador inverso CmpC2 (SEC
ID Nº:14). La caja TATA putativa del promotor CmpC está localizada
entre las bases 308 y 315 de la SEC ID Nº:2. El promotor CmpC
contiene al menos 3 regiones putativas potenciadoras. La región
potenciadora 1 que tiene la secuencia de nucleótidos CAAT está
localizada entre las bases 232 y 235 de la SEC ID Nº:2, y la región
potenciadora que también tiene la secuencia de nucleótidos CAAT
está localizada entre las bases 243 y 246 de la SEC ID Nº:2. La
región potenciadora 3 está localizada entre las bases 246 y 253 de
la SEC ID Nº:2 y tiene la secuencia de nucleótidos TGACGTAA.
Otra realización preferida de la invención es el
ADN mostrado en la SEC ID Nº:3, denominado promotor CmpS. El
promotor CmpS también es un fragmento de la secuencia mostrada en la
SEC ID Nº: 1 y contiene los 346 pb de la SEC ID Nº:2 más los 54 pb
de la región líder del promotor de tránscrito de longitud completa
de CmYLCV. La región líder es una secuencia de nucleótidos que
precede a la región codificadora que está transcrita pero no
traducida en la proteína. El especialista en la técnica apreciará
que la región líder puede contener elementos reguladores con
funciones importantes en la expresión génica. El promotor CmpS puede
obtenerse mediante PCR con ADN genómico procedente de virus del
rizado de hoja amarilla de Cestrum o de plantas Cestrum
parqui infectadas con virus del rizado de hoja amarilla de
Cestrum usando el cebador de dirección hacia adelante Cmp1 (SEC ID
Nº:13) y el cebador inverso CmpS2 (SEC ID Nº:15). El promotor CmpS
contiene al menos 2 regiones putativas potenciadoras en la región
líder. La región potenciadora 4 (GAGAGA) está localizada entre las
bases 354 y 359 de la SEC ID Nº:3 y la región potenciadora 5
(GAGAGAGA) está localizada entre las bases 368 y 375 de la SEC ID
Nº:3.
Otra realización adicional de la invención es la
secuencia mostrada en la SEC ID Nº:4, denominada promotor CmpL.
Como los promotores precedentes, el promotor CmpL es un fragmento de
la secuencia mostrada en la SEC ID Nº: 1 y contiene los 346 pb de
la SEC ID Nº:2 más los 288 pb de la secuencia líder 5' no traducida
del promotor de tránscrito de longitud completa de CmYLCV. El
promotor CmpL puede obtenerse mediante PCR con ADN genómico
procedente de virus del rizado de hoja amarilla de Cestrum o de
plantas Cestrum parqui infectadas con virus del rizado de
hoja amarilla de Cestrum usando el cebador de dirección hacia
adelante Cmp1 (SEC ID Nº:13) y el cebador inverso CmpL2 (SEC ID
Nº:16). En la SEC ID Nº:20 se muestra una variante de la SEC ID
Nº:4, denominada CmpF, en la que la secuencia líder 5' no traducida
del tránscrito de longitud completa de CmYLCV es de 286 pb en lugar
de 288 pb. El especialista en la técnica apreciará que las
secuencias de nucleótidos mostradas en las SEC ID Nºs: 1, 2, 3, 4,
19 y 20 pueden extenderse en sus extremos 5' y 3' con secuencias de
nucleótidos homólogas o heterólogas. Por ejemplo, el extremo 5' de
las SEC ID Nºs: 1, 2, 3, 4, 19 y 20 pueden extenderse con todos o
con parte de los nucleótidos mostrados en la SEC ID Nº:6. La SEC ID
Nº:6 se encuentra de forma natural por encima de las SEC ID Nºs: 2,
3, 4 y 20, y contiene parte del ORF (marco de lectura abierto del
inglés "open reading frame") VI de CmYLCV (de la base 1 a la
base 100 de la SEC ID Nº:6), así como parte del promotor de
tránscrito de longitud completa de CmYLCV (de la base 101 a la base
104 de la SEC ID Nº:6). Asimismo, los extremos 3' de las SEC ID
Nºs: 2, 3, 4 y 20 pueden ser extendidos con todos o con parte de los
nucleótidos mostrados en la SEC ID Nº:5, que representan la
secuencia de nucleótidos encontrada de forma natural en el extremo
3' de las SEC ID Nºs: 4 y 20, y que comprende parte de la secuencia
líder de tránscrito de longitud completa de CmYLCV.
Tal como se ha descrito anteriormente, las
secuencias de ADN de la invención pueden obtenerse, por ejemplo,
mediante PCR con ADN genómico procedente de virus del rizado de hoja
amarilla de Cestrum o de plantas Cestrum parqui infectadas
con el virus del rizado de hoja amarilla de Cestrum.
Alternativamente, las secuencias de ADN de la invención pueden
obtenerse a partir de cualquier otro virus de la familia
Caulomovirus que comprenda homólogos de la secuencia de ADN de la
invención, usando cebadores específicos de secuencia. En base a las
secuencias de nucleótidos mostradas de la SEC ID Nº:1 a la SEC ID
Nº:6 y en las SEC ID Nºs 19 y 20, será evidente para el
especialista en la técnica que se puede elegir cualquier combinación
de cebador de interés para amplificar mediante PCR los fragmentos
de diversas longitudes que pueden usarse de acuerdo con la
invención. Por tanto, la invención incluye fragmentos derivados de
los promotores de tránscrito de longitud completa de CmYLCV que
funcionan de acuerdo con la invención, es decir, que son capaces de
conferir expresión de una secuencia de nucleótidos asociada. Esto
puede evaluarse generando dichos fragmentos de promotor,
fusionándolos a un gen marcador monitorizable y ensayando la
retención de actividad promotora de las construcciones resultantes
de la fusión. Dichos ensayos están dentro de las capacidades de una
persona especialista en la técnica. Los fragmentos de ADN
preferidos de la invención tienen una longitud de al menos
aproximadamente 50 bases, preferiblemente de entre aproximadamente
400 y aproximadamente 650 bases, más preferiblemente de entre
aproximadamente 200 y aproximadamente 400 bases, y aún más
preferiblemente de aproximadamente 350 bases.
También será evidente para el especialista en la
técnica la posibilidad de introducir mutaciones, inserciones,
eliminaciones y/o sustituciones de uno o más nucleótidos en las
secuencias de ADN de las SEC ID Nºs: 1, 2, 3, 4, 5 y 6 o de
fragmentos más largos o más cortos derivados de la información de
secuencia de las mismas usando métodos conocidos en la técnica.
Además, se puede variar una secuencia de nucleótidos modificada o
no modificada barajando la secuencia de la invención. Para evaluar
la función de secuencias de ADN variante de acuerdo con la
invención, la secuencia de interés se liga operativamente a un gen
marcador seleccionable o monitorizable y se ensaya la expresión del
gen marcador en ensayos de expresión transitoria con protoplastos o
en plantas transformadas de forma estable. El especialista en la
técnica apreciará que las secuencias de ADN capaces de conducir la
expresión de una secuencia de nucleótidos asociada se construyen de
forma modular. Por consiguiente, los niveles de expresión de
fragmentos de los ADN más cortos pueden ser diferentes del
correspondiente al fragmento más largo, y pueden ser diferentes
unos de otros. Por ejemplo, la eliminación de un elemento que
regula a la baja antes del extremo 5' conducirá a un aumento de los
niveles de expresión de la secuencia de nucleótidos asociada,
mientras que la eliminación de un elemento que regule al alza
disminuirá los niveles de expresión de la secuencia de nucleótidos
asociada. El especialista en la técnica también apreciará que la
eliminación de un elemento específico del desarrollo o específico de
un tejido conducirá a un perfil de expresión temporal o
espacialmente alterado de la secuencia de nucleótidos asociada. La
presente invención también abarca equivalentes funcionales de los
promotores de la presente invención, es decir, secuencias de
nucleótidos que se hibridan en condiciones severas con una
cualquiera de SEC ID Nº:1, SEC ID Nº:2, SEC ID Nº:3, SEC ID Nº:4,
SEC ID Nº:5 ó SEC ID Nº:6, tal como, por ejemplo, las secuencias
mostradas en SEC ID Nº:19 y SEC ID Nº:20. Se lleva a cabo una
hibridación severa a una temperatura de 65ºC, preferiblemente 60ºC y
aún más preferiblemente 55ºC en disolución salina tamponada de
citrato (SSC) de doble fuerza (2X) que contiene un 0,1% de SDS,
seguido de un enjuague del soporte a la misma temperatura pero con
un tampón que tiene una concentración de SSC reducida. Dichos
tampones de concentración reducida normalmente tienen un décimo de
fuerza (0,1X SSC) con un 0,1% de SDS, preferiblemente 0,2X SSC con
un 0,1% de SDS, y aún más preferiblemente SSC de media fuerza (0,5X
SSC) con un 0,1% de SDS. De hecho, se pueden encontrar equivalentes
funcionales de todo o de parte del promotor de tránscrito de
longitud completa de CmYLCV en otros organismos mediante hibridación
de una cualquiera de SEC ID Nº:1, SEC ID Nº:2, SEC ID Nº:3, SEC ID
Nº:4, SEC ID Nº:5, SEC ID Nº:6, SEC ID Nº:19 ó SEC ID Nº:20 con ADN
genómico aislado de un organismo de interés, particularmente de otro
Caulimovirus. El especialista en la técnica sabe cómo proceder para
descubrir dichas secuencias, puesto que existen múltiples modos
conocidos en la técnica para identificar secuencias homólogas en
otros organismos. Dichas moléculas de ADN recién identificadas
pueden ser secuenciadas entonces y la secuencia se puede comparar
con una cualquiera de SEC ID Nº:1, SEC ID Nº:2, SEC ID Nº:3, SEC ID
Nº:4, SEC ID Nº:5, SEC ID Nº:6, SEC ID Nº:19 ó SEC ID Nº:20, y se
puede evaluar su actividad de promotor. El alcance de la presente
invención abarca moléculas de ADN que tienen al menos un 75%,
preferiblemente un 80%, más preferiblemente un 90%, y aún más
preferiblemente un 95% de identidad de secuencia con la secuencia
de nucleótidos de una cualquiera de las SEC ID Nºs:1, 2, 3, 4 ó 6
por una longitud de al menos 50 nucleótidos. el porcentaje de
identidad de secuencia se determina usando programas de ordenador
que se basan en algoritmos de programación dinámica. Los programas
de ordenador preferidos dentro del alcance de la presente invención
incluyen el programa de búsqueda BLAST (Basic Local Alignment
Search Tool) diseñado para explorar todas las bases de datos de
secuencias disponibles independientemente de si la búsqueda es de
una proteína o de un ADN. La versión BLAST 2.0 (Gapped BLAST) de
esta herramienta de búsqueda ha sido puesta a disposición del
público en Internet (actualmente en
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/). Usa un algoritmo
heurístico, que busca alineamientos locales en lugar de globales, y
por tanto es capaz de detectar relaciones entre secuencias, que
comparten únicamente regiones aisladas. Las puntuaciones asignadas
en una búsqueda BLAST tienen una interpretación estadística bien
definida. Preferiblemente dichos programas se ejecutan con los
parámetros opcionales fijados en los valores por defecto. Otro
objetivo de la presente invención es proporcionar moléculas de ADN
recombinante que comprenden una secuencia de ADN de acuerdo con la
invención ligada operativamente a una secuencia de nucleótidos de
interés. La secuencia de nucleótidos de interés puede, por ejemplo,
codificar un ARN ribosomal, un ARN antisentido o cualquier otro tipo
de ARN que no esté traducido en la proteína. En otra realización
preferida de la invención, la secuencia de nucleótidos de interés
se traduce en un producto de proteína. La secuencia de nucleótidos
asociada a la secuencia promotora puede ser de origen homólogo o
heterólogo con respecto a la planta que se va a transformar. La
secuencia también puede ser completa o parcialmente sintética.
Independientemente del origen, la secuencia de ADN asociada se
expresará en la planta transformada de acuerdo con las propiedades
de expresión del promotor al que está ligado. En caso de secuencias
de nucleótidos homólogas asociadas a la secuencia de promotor, el
promotor de la invención es útil para la expresión ectópica de
dichas secuencias homólogas. Expresión ectópica significa que la
secuencia de nucleótidos asociada a la secuencia de promotor se
expresa en tejidos y órganos y/o en momentos en los que dicha
secuencia no puede ser expresada bajo el control de su propio
promotor. En una realización particular de la invención, la
expresión de secuencia de nucleótidos asociada a la secuencia de
promotor suprime su propia expresión y la de la copia original del
gen mediante un proceso denominado cosupresión.
En una realización preferida de la invención la
secuencia de nucleótidos asociada puede codificar una proteína que
se desee que sea expresada en la planta en todo momento y en la
mayoría de los tejidos y órganos. Preferiblemente, dichas
secuencias codifican proteínas que confieren un rasgo fenotípico
deseable a la planta transformada. Los ejemplos son secuencias de
nucleótidos que codifican proteínas que confieren resistencia a
antibióticos, resistencia a virus, resistencia a insectos,
resistencia a enfermedades, o resistencia a otras plagas, tolerancia
a herbicidas, valor nutricional mejorado, mejor aprovechamiento en
un proceso industrial o capacidad reproductora alterada. La
secuencia de nucleótidos asociada también puede ser una que sea
transferida a plantas para la producción en la planta de enzimas o
metabolitos de valor comercial. La presente invención también abarca
genes marcadores seleccionables o monitorizables, es decir, genes
que comprenden una secuencia de ADN de la invención ligada
operativamente a una región codificadora que codifica un rasgo
seleccionable o monitorizable.
Más adelante se describen ejemplos de genes
marcadores seleccionables o monitorizables. Para determinadas
especies diana, pueden preferirse diferentes marcadores de selección
antibióticos o herbicidas. Los marcadores de selección usados de
forma rutinaria en la transformación incluyen el gen nptII,
que confiere resistencia a canamicina, paromomicina, geneticina y
antibióticos relacionados (Vieira y Messing, 1982, Gene 19:
259-268; Bevan y col., 1983, Nature 304:
184-187) el gen bacteriano aadA
(Goldschmidt-Clermont, 1991, Nucl. Acids Res. 19:
4083-4089), que codifica aminoglicósido
3'-adenililtransferasa y confiere resistencia a
estreptomicina o a espectinomicina, el gen hph, que confiere
resistencia al antibiótico higromicina (Blochlinger y Diggelmann,
1984, Mol. Cell. Biol. 4: 2929-2931), y el gen
dhfr, que confiere resistencia a metotrexato (Bourouis y
Jarry, 1983, EMBO J. 2: 1099-1104). Otros marcadores
que se van a usar incluyen un gen de fosfinotricina
acetiltransferasa, que confiere resistencia al herbicida
fosfinotricina (White y col., 1990, Nucl. Acids Res. 18: 1062;
Spencer y col. 1990, Theor. Appl. Genet. 79:
625-631), un gen mutante de EPSP sintasa que
codifica resistencia a glifosato (Hinchee y col., 1988,
Bio/Technology 6: 915-922), un gen mutante de
acetolactato sintasa (ALS), que confiere resistencia a
imidazolinona o a sulfonilurea (Lee y col., 1988, EMBO J. 7:
1241-1248), un gen mutante psbA que confiere
resistencia a atracina (Smeda y col., 1993, Plant Physiol. 103:
911-917), o un gen mutante de protoporfirinógeno
oxidasa como el descrito en el documento EP 0 769 059. La
identificación de células transformadas también puede llevarse a
cabo mediante la expresión de genes marcadores monitorizables tales
como los genes que codifican cloramfenicol acetil transferasa (CAT),
\beta-glucuronidasa (GUS), luciferasa (LUC), y
proteína verde fluorescente (GFP) o cualquier otra proteína que
confiera un rasgo fenotípicamente distinto a la célula
transformada. También se usan marcadores de selección que dan lugar
a selección positiva, tal como el gen de fosfomanosa isomerasa, tal
como se describe en la solicitud de patente WO 93/05163. Otros
genes que pueden usarse para la selección positiva se describen en
el documento WO 94/20627 y codifican xiloisomerasas y
fosfomano-isomerasas tales como la
manosa-6-fosfato isomerasa y la
manosa-1-fosfato isomerasa;
fosfomano mutasa; manosa epimerasas tales como las que convierten
carbohidratos en manosa o manosa en carbohidratos tales como
glucosa o galactosa; fosfatasas tales como manosa o xilosa
fosfatasa, manosa-6-fosfatasa y
manosa-1-fosfatasa, y permeasas que
están implicadas en el transporte de manosa, o de un derivado o
precursor de la misma al interior de la célula. El agente que
reduce la toxicidad del compuesto para las células normalmente es un
derivado de glucosa tal como
metil-3-O-glucosa o
floridzin. Las células transformadas son identificadas sin dañar o
matar a las células no transformadas de la población, y sin
co-introducción de genes de resistencia a
antibióticos o a herbicidas. Tal como se describe en el documento
WO 93/05163, además del hecho de que se elimina la necesidad de
genes de resistencia frente a antibióticos o herbicida, se ha
demostrado que el método de selección positiva a menudo es más
eficiente que la selección negativa tradicional.
Por lo tanto, los promotores de la presente
invención preferiblemente están ligados operativamente a una
secuencia de nucleótidos que codifica una proteína que comprende
una región que: (a) codifica una proteína que está implicada en el
metabolismo del compuesto, y/o (b) regula la actividad del gen que
codifica la proteína, en donde el compuesto es manosa o xilosa o un
derivado o precursor de las mismas, o un sustrato de la proteína, o
es capaz de ser metabolizado por las células transformadas en un
sustrato de ese tipo. Dicha secuencia de nucleótidos puede
codificar una manosa-6-fosfato
isomerasa y el compuesto puede ser manosa. Alternativamente, la
secuencia de nucleótidos puede codificar una
fosfoazúcar-isomerasa, una
fosfoazúcar-mutasa tal como la fosfomano mutasa,
una fosfatasa tal como la
manosa-6-fosfatasa, una
azúcar-epimerasa, una
azúcar-permeasa, una
fosfoazúcar-permeasa o una xilosa isomerasa, y el
compuesto puede ser manosa,
manosa-6-fosfato,
D-manosamina o xilosa.
En una realización preferida de la invención,
los promotores de la invención están ligados operativamente a la
región codificadora del gen manA de E. coli (Joersbo y
Okkels, 1996, Plant Cell Reports 16: 219-221,
Negrotto y col., 2000, Plant Cell Reports 19:
798-803), que codifica una fosfomanosa isomerasa
(PMI), y un terminador Nos (nopalina sintetasa) obtenido de
T-ADN de Agrobacterium tumefaciens (Depicker
y col., J. Mol. Appl. Genet. 1 (6), 561-573
(1982)). El especialista en la técnica apreciará que el terminador
Nos puede ser sustituido por cualquier otro terminador que funcione
en plantas. El promotor de la invención puede ser el promotor CmpD,
CmpC, CmpS, CmpL, CmpB, CmpA, CmpE o CmpF, mostrados en las SEC ID
Nºs 1 a 6 y 19 a 20, o cualquier otro promotor derivado de ellas.
En una realización incluso más preferida de la invención, el
promotor es el promotor CmpS mostrado en la SEC ID Nº:3.
Los promotores de la presente invención también
pueden usarse para proporcionar resistencia o tolerancia a
virus ligando operativamente los promotores de la invención a
regiones codificadoras de genes de los virus que se pretenda
controlar.
Para el control de virus de cadena negativa tal
como el virus de marchitamiento y manchado de tomate (TSWV), la
proteína vírica de nucleocápsida (NP) y la proteína del movimiento
(MP), se pueden usar secuencias de genes, y para virus que
pertenezcan al supergrupo tipo Alfa, tal como el TMV y el CMV, se
pueden usar secuencias de genes de ARN-polimerasa
ARN-dependiente (RdRp) y de proteína del movimiento
(MP). Para virus que pertenecen al supergrupo tio Picorna, que
incluye los potivirus, se puede ligar cualquier secuencia vírica a
los promotores de la invención. Finalmente, para todos los demás
virus, incluyendo los virus de ADN, se pueden usar secuencias
génicas de ARN-polimerasa
ARN-dependiente (RdRp) o secuencias asociadas a
replicasa. Dichas construcciones para el control de virus pueden
construirse tal como se muestra en el Ejemplo 8 y en el Ejemplo 9
del documento WO 00/68374. El especialista en la técnica tiene la
capacidad de sustituir los promotores descritos en el documento WO
00/68374 por los promotores de la presente invención. Siguiendo lo
mostrado en WO 00/68374 el especialista en la técnica también
sabría cómo preparar construcciones que comprenden los promotores de
la invención ligados operativamente a secuencias víricas como las
mencionadas anteriormente en la presente memoria para conferir
resistencia o tolerancia a dicho virus.
En lugar de expresar ARN vírico de doble cadena
en plantas transgénicas, como se describe en el documento WO
00/68374, el ARN vírico también puede expresarse como ARN no
traducible más molécula de ARN vírica sentido tal como se describe,
por ejemplo, en la solicitud de patente US 558.302 o en los Ejemplos
12 y 13 de la presente invención.
Un objetivo adicional de la invención es
proporcionar vectores de expresión recombinantes que comprenden una
secuencia de ADN de la invención fusionada con una secuencia de
nucleótidos de interés. En estos vectores, se puede insertar ADN
ajeno en una región de poliligadura de tal modo que se pueden
expresar secuencias exógenas en una célula hospedante adecuada que,
por ejemplo, puede ser de origen bacteriano o vegetal. Por ejemplo,
el plásmido pBI101 derivado del vector binario pBIN19 de
Agrobacterium tumefaciens permite la clonación y la
evaluación de promotores usando la señal de expresión de
beta-glucuronidasa (GUS) (Jefferson y col., 1987,
EMBO J 6: 3901-3907). El tamaño del vector es 12,2
kb. Tiene un origen de replicación RK2 de copia baja y confiere
resistencia a canamicina tanto en bacterias como en plantas. Existen
otros muchos vectores de expresión que el especialista en la
técnica conocerá y que pueden ser usados de acuerdo con la
invención.
Otro objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar plantas transgénicas que comprenden las secuencias
de ADN recombinante de la invención. Por tanto, la invención se
refiere a células vegetales, a plantas que derivan de dichas
células, a material vegetal, a la progenie y a las semillas
derivadas de dichas plantas, y los productos agrícolas con
propiedades mejoradas obtenidos mediante uno cualquiera de los
métodos de transformación descritos más adelante. Las plantas
transformadas de acuerdo con la presente invención pueden ser
monocotiledóneas o dicotiledóneas e incluyen, aunque sin
limitación, arroz, maíz, trigo, cebada, centeno, batata, maíz dulce,
alubia, guisante, escarola, calabaza, cáñamo, calabacín, manzana,
pera, membrillo, melón, ciruela, cereza, melocotón, nectarina,
albaricoque, fresa, uva, frambuesa, zarzamora, piña, aguacate,
papaya, mango, plátano, semilla de soja, tomate, sorgo, caña de
azúcar, remolacha, girasol, semilla de colza, trébol, tabaco,
zanahoria, algodón, alfalfa, patata, berenjena, pepino,
Arabidopsis thaliana, y plantas leñosas tales como árboles
coníferos o de hoja caduca. Las plantas preferidas para ser
transformadas son arroz, maíz, trigo, cebada, col, coliflor,
pimiento, escarola, melón, semilla de soja, tomate, remolacha,
girasol o algodón, pero especialmente arroz, maíz, trigo,
Sorghum bicolor, hierba, remolacha y semilla de soja. Las
secuencias de ADN recombinante de la invención pueden introducirse
en la célula vegetal siguiendo una serie de métodos bien conocidos.
Los especialistas en la técnica apreciarán que la elección de dicho
método podría depender del tipo de planta que se está tratando para
la transformación, es decir, monocotiledónea o dicotiledónea. Los
métodos adecuados para transformar células vegetales incluyen la
microinyección (Crossway y col., 1986, Bio Techniques 4:
320-334), la electroporación (Riggs y Bates, 1986,
Proc. Natl. Acad. Sci., USA 83: 5602-5606),
transformación mediada por Agrobacterium (Hinchee y col., 1988,
Bio/Technology 6: 915-922; EP 0 853 675), la
transferencia directa de genes (Paszkowski y col., 1984, EMBO J. 3:
2717-2722), y aceleración de partícula balística
usando dispositivos disponibles en Agracetus, Inc., Madison,
Wisconsin y Dupont, Inc., Wilmington, Delaware (véase, por ejemplo,
Patente de EE.UU. nº 4.945.050 y McCabe col., 1988, Bio/Technology
6: 923-926). Las células que se van a transformar
pueden ser células de hoja diferenciadas, células embriogénicas, o
cualquier otro tipo de célula. En la transformación directa de
protoplastos, la captación de material genético exógeno dentro de un
protoplasto puede potenciarse mediante el uso de un agente químico
o de un campo eléctrico. El material exógeno puede integrarse
entonces en el genoma nuclear. El trabajo previo se ha llevado a
cabo en plantas de tabaco dicotiledóneas, que dio como resultado el
que el ADN ajeno se incorporase y se transfiriese a las plantas de
la progenie (Paszkowski y col., 1984, EMBO J. 3:
2712-2722; Potrykus y col., 1985, Mol. Gen. Genet
199: 169-177). Los protoplastos monocotiledóneos,
por ejemplo, de Triticum monococcum, Lolium multiflorum
(hierba de centeno italiana), maíz y maíz dulce Mejicano Negro, son
transformados mediante este procedimiento. Una realización adicional
preferida es el método de transformación de protoplastos para maíz
descrito en la solicitud de patente EP 0 292 435, así como en la EP
0 846 771. Para la transformación de maíz véase también Koziel y
col., 1993, Bio/Technology 11: 194-200. La
transformación de arroz se puede llevar a cabo mediante técnicas de
transferencia génica directa utilizando protoplastos o bombardeo de
partículas. La transformación mediada por protoplastos se ha
descrito para los tipos Japonica e Indica (Zhang y col., 1988,
Plant Cell Rep., 7: 379-384; Shimamoto y col., 1989,
Nature 338: 274-276; Datta y col., 1990,
Bio/Technology 8: 736-740). Los dos tipos descritos
antes también pueden transformarse de forma rutinaria usando
bombardeo de partículas (Christou y col., 1991, Bio/Technology 9:
957-962). La solicitud de patente nº EP 0 332 581
describe técnicas para la generación, transformación y regeneración
de protoplastos de Pooideae. Estas técnicas permiten la
transformación de todas las plantas Pooideae, incluyendo la
Dactylis y el trigo. Además, la transformación de trigo se describe
en la solicitud de patente nº EP 0 674 715; y en Weeks y col., 1993
(Plant Physiol. 102: 1077-1084). El vector de
expresión vegetal así construido puede, por ejemplo, ser
introducido en el callo de arroz de acuerdo con el método de
transformación de plantas convencional, y a partir de ahí se induce
la diferenciación de raíces y hojas, y entonces se puede transferir
a un tiesto para su cultivo, obteniendo con ello el arroz
transformado.
Las plantas resultantes de la transformación con
las secuencias o vectores de ADN de la presente invención
expresarán una secuencia de nucleótidos de interés por toda la
planta y en la mayoría de tejidos y órganos.
Las propiedades genéticas modificadas en las
plantas transgénicas descritas anteriormente son transferidas
mediante reproducción sexual o crecimiento vegetal, y por tanto
pueden mantenerse y propagarse en plantas de progenie. Generalmente
dicho mantenimiento y propagación hace uso de métodos agrícolas
conocidos desarrollados para adecuarse a propósitos específicos
tales como labranza, siembra o cosecha. También se pueden aplicar
procesos especializados tales como tecnologías hidropónicas o de
invernadero. El uso de las propiedades genéticas ventajosas de las
plantas transgénicas de acuerdo con la invención también puede
efectuarse en el cultivo de plantas dirigido al desarrollo de
plantas con propiedades mejoradas tales como tolerancia a plagas,
herbicidas, o estrés, valor nutricional mejorado, rendimiento
mejorado, o estructura mejorada que cause una menor pérdida en el
alojamiento o por aplastamiento. Las diversas etapas de cultivo se
caracterizan por una intervención humana bien definida tal como
seleccionar las líneas que se van a cruzar, dirigir la polinización
de las líneas parentales, o seleccionar plantas de progenie
apropiadas. Dependiendo de las propiedades deseadas se toman
diferentes medidas de cultivo. Las técnicas relevantes son bien
conocidas en la técnica e incluyen, sin limitación, hibridación,
reproducción interna, reproducción retrocruzada, reproducción
multilínea, mezcla de variedades, hibridación interespecífica,
técnicas aneuploides, etc. Las técnicas de hibridación también
incluyen la esterilización de plantas para producir plantas
estériles macho o hembra por medios mecánicos, químicos o
bioquímicos. La polinización cruzada de una planta macho estéril
con polen de una línea diferente asegura que el genoma de la planta
macho estéril pero hembra fértil obtendrá uniformemente propiedades
de ambas líneas parentales. Por tanto, las plantas transgénicas de
acuerdo con la invención pueden usarse para la reproducción de
líneas vegetales mejoradas que, por ejemplo, aumenten la eficacia
de métodos convencionales tales como el tratamiento con herbicida o
pesticida, o que permitan su tratamiento con dichos métodos debido a
sus propiedades genéticas modificadas. Alternativamente, se pueden
obtener nuevos cultivos con tolerancia al estrés mejorada que,
debido a su "equipamiento" genético optimizado, dan lugar a un
producto cosechado con mejor calidad que los productos que no
fueron capaces de tolerar una condiciones adversas comparables
durante el desarrollo.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar secuencias de ADN que pueden ser usadas para expresar
una secuencia de nucleótidos de interés en un organismo deseado.
Dicho organismo puede ser una bacteria, una planta o cualquier otro
organismo de interés.
Además, la descripción de las SEC ID Nºs:1 a 6
permite al especialista en la técnica diseñar oligonucleótidos para
reacciones en cadena de polimerasa que pretendan amplificar
fragmentos de ADN a partir de moldes que comprenden una secuencia
de nucleótidos que se caracteriza por cualquier secuencia continua
de 15, y preferiblemente de 20 a 30 o más, pares base en las SEC ID
Nºs: 1, 2, 3, 4, 5 ó 6. Dichos nucleótidos comprenden una secuencia
de nucleótidos que representa 15, y preferiblemente de 20 a 30 o
más, pares base de las SEC ID Nºs: 1, 2, 3, 4, 5 ó 6. Las
reacciones en cadena de polimerasa llevadas a cabo usando al menos
un oligonucleótido y sus productos de amplificación constituyen
otra realización de la presente invención.
- SEC ID Nº:1
- CmpD
- SEC ID Nº:2
- CmpC
- SEC ID Nº:3
- CmpS
- SEC ID Nº:4
- CmpL
- SEC ID Nº:5
- CmpB
- SEC ID Nº:6
- CmpA
- SEC ID Nº:7
- cebador directo S1
- SEC ID Nº:8
- cebador inverso S2
- SEC ID Nº:9
- cebador directo GUS
- SEC ID Nº:10
- cebador inverso GUS
- SEC ID Nº:11
- cebador directo CAT
- SEC ID Nº:12
- cebador inverso CAT
- SEC ID Nº:13
- cebador directo Cmp1
- SEC ID Nº:14
- cebador inverso CmpC2
- SEC ID Nº:15
- cebador inverso CmpS2
- SEC ID Nº:16
- cebador inverso CmpL2
- SEC ID Nº:17
- cebador directo PA
- SEC ID Nº:18
- cebador inverso PA
- SEC ID Nº:19
- CmpE
- SEC ID Nº:20
- CmpF
- SEC ID Nº:21
- cebador directo de terminador NOS
- SEC ID Nº:22
- cebador inverso de terminador NOS
- SEC ID Nº:23
- cebador directo de gen NP de TSWV
- SEC ID Nº:24
- cebador inverso de gen NP de TSWV
- SEC ID Nº:25
- cebador directo de promotor de CmYLCV
- SEC ID Nº:26
- cebador inverso de promotor de CmYLCV
- SEC ID Nº:27
- posición de multiclonación AGLINK
- SEC ID Nº:28
- posición de multiclonación BIGLINK
- SEC ID Nº:29
- cebador de Cmpf-B
- SEC ID Nº:30
- cebador de CmpS-B
- SEC ID Nº:31
- pNOV2804; vector binario, contiene una caja de expresión de terminador nos y PMI sin promotor
- SEC ID Nº:32
- pNOV3604; vector para transformación mediante biolística, contiene una caja de expresión de terminador nos y PMI sin promotor
- SEC ID Nº:33
- cebador inverso CmpMr
- SEC ID Nº:34
- cebador directo CmpMf
- SEC ID Nº:35
- cebador inverso CmpMrs
- SEC ID Nº:36
- cebador directo CmpMfs
- SEC ID Nº:37
- synGFPI; gen vegetal GFP optimizado con intrón
- SEC ID Nº:38
- GIG; gen GUS con intrón
- SEC ID Nº:39
- cebador inverso Cmp-C
- SEC ID Nº:40
- caja de expresión CmpS-synGFPI-nos
- SEC ID Nº:41
- caja de expresión CmpS-GIG-nos
- SEC ID Nº:42
- caja de expresión CmpC-synGFPI-nos
- SEC ID Nº:43
- caja de expresión CmpC-GIG-nos
- SEC ID Nº:44
- vector pNOV2117
- SEC ID Nº:45
- vector pNOV4200
- SEC ID Nº:46
- caja de expresión de término ZmUbi-GFP-35S
- SEC ID Nº:47
- caja de expresión ZmUbi-GlG-nos
- SEC ID Nº:48
- caja de expresión Ubq3(At)-synGFPI-nos
- SEC ID Nº:49
- caja de expresión Ubq3(At)-GIG-nos
Las técnicas estándares de clonación molecular y
de ADN recombinante usadas aquí son bien conocidas en la técnica y
se describen, por ejemplo, en Sambrook y col., 1989, "Molecular
Cloning", Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor Laboratory
Press, NY, y en Ausubel y col.,1994, "Current protocols in
molecular biology", John Wiley and Sons, Nueva York.
1. Extracción de ADN Se extrae ADN
genómico vírico de plantas Cestrum parqui infectadas con
virus del rizado de hoja amarilla de Cestrum. Se homogenizan cinco
gramos de hojas infectadas en 30 mL de tampón de molienda (Tris 0,2
M pH 7,0; EDTA 0,02 M; Urea 2 M) durante 60 segundos a máxima
velocidad en un homogeneizador Brinkman Polytron con sonda PT10, y
se agitan suavemente a 4ºC durante una noche con Triton
X-100 (concentración final del 2%). El virus se
purifica a partir del homogenato bruto mediante centrifugación a
baja velocidad (10.000 rpm durante 20 minutos en un rotor Sorvall
SS-34) y a partir del sobrenadante obtenido mediante
centrifugación a alta velocidad (27.000 rpm durante 2 horas en un
rotor Beckman SW-28) a través de una amortiguación
de sacarosa (3 mL de sacarosa al 15%). La partícula que contiene el
virus se vuelve a suspender entonces en Tris 0,1 M, pH 7,4;
MgCl_{2} 2,5 mM. Se añaden ADNasa I (Sigma) y ARNasa A (Sigma) en
una concentración de 10 mg/mL cada una. Después de 30 minutos a
37ºC, la reacción se detiene mediante la adición de EDTA a 10 mM. El
ADN de virus se aísla de partículas de CmYLCV mediante tratamiento
con proteasa K (E. Merck, concentración final de 0,5 mg/mL) en
presencia de SDS al 1% a 65ºC durante 15 minutos. A continuación el
ADN vírico se purifica mediante extracción con fenol y mediante
precipitación en etanol. El ADN vírico que contiene el precipitado
de etanol final se disuelve en agua.
2. Amplificación y clonación de ADN Se
usan cien nanogramos del ADN obtenido como molde para amplificación
PCR en un volumen de reacción de 50 pL que contienen 10 uM de cada
cebador, 25 mM de cada dNTP, 5 pL de pfu de tampón de reacción
(Stratagene) y 2,5 unidades de pfu turbo ADN polimerasa
(Stratagene). Se usó un cebador directo S1 (gaccacaaacatcagaag, SEC
ID Nº:7) y un cebador inverso S2 (caaacttattgggtaatc, SEC ID Nº:8)
para la reacción PCR. Los parámetros del ciclo de PCR son: 1x (94ºC
durante 1 minuto); 30x (94ºC durante 1 minuto, 50ºC durante 1
minuto, 72ºC durante 1 minuto); 1x (72ºC durante 10 minutos). Cada
fragmento individual de ADN es clonado en plásmido
pPCR-Script^{TM} Amp SK(+) (Stratagene) de acuerdo
con las instrucciones del fabricante.
El secuenciamiento de clones víricos de ADN se
lleva a cabo usando el secuenciador de ADN automatizado ABI PRISM
377 (Perkin Elmer) y el kit de secuenciamiento de ciclo terminador
ABI PRISM dRhodamine (Perkin Elmer) de acuerdo con las
instrucciones del fabricante. Los cebadores S1 y S2 descritos
(Ejemplo 1) se usan para las reacciones de secuenciamiento como
cebadores Inverso y M13-20 universales.
Todas las reacciones PCR se llevan a cabo con
Pfu polimerasa (Stratagene) tal como se describe en el Ejemplo
1.
1. Amplificación de genes informadores
Los genes informadores beta-glucuronidasa (GUS) y
cloranfenicol acetiltransferasa (CAT) son amplificados. Para la
amplificación del gen GUS se usan oligonucleótidos GUS hacia
adelante (cagggtaccactaaaatcacc, SEC ID Nº:9) y GUS inverso
(aggggatccccaattcccc, SEC ID Nº:10) a la temperatura de maduración
de 60ºC. Los oligonucleótidos CAT hacia adelante
(aggggtaccatcgatatggag, SEC ID Nº:11) y CAT inverso
(ttaggatccgccctgccac, SEC ID Nº: 12) se maduran a 62ºC. Los
cebadores hacia adelante se diseñan para contener una posición de
reconocimiento KpnI y los inversos una posición
BamHI.
2. Amplificación de promotor de CmULCV Se
seleccionan tres fragmentos de promotor diferentes. CmpC (SEC ID
Nº:2), CmpS (SEC ID Nº:3), y CmpL (SEC ID Nº:4). El cebador directo
Cmp1 (cttctagacaaagtggcagac, SEC ID Nº:13) se usa para las tres
amplificaciones a la temperatura de maduración de 52ºC. Se modifica
la secuencia original (mostrado en negrita) para contener una
posición de reconocimiento XbaI. El cebador inverso CmpC2
(ttggtaccttaacaatgaggg, SEC ID Nº:14) se usa para la amplificación
del fragmento CmpC y el cebador inverso CmpS2
(ctacttctaggtaccttgctc, SEC ID Nº: 15) se usa para el fragmento
CmpS. Ambos están modificados para contener una posición de
reconocimiento KpnI. El cebador inverso CmpL2
(ttggtaccttaacaatgaggg, SEC ID Nº:16) se usa para la amplificación
del fragmento CmpL y está modificado para contener una posición de
restricción ClaI.
3. Amplificación de la señal de
poliadenilación Los fragmentos de la señal de poliadenilación
son amplificados a partir del clon infeccioso de virus de mosaico
de coliflor (CaMV) (Franck y col., Cell 21 (1),
285-294, 1980). Se usan oligonucleótidos PA hacia
adelante de PA (amplificación de señal de poliadenilación)
(ggggatccccagtctctctc, SEC ID Nº:17) y PA inverso
(gtgaattcgagctcggta, SEC ID Nº:18) para PCR y se maduran a 60ºC. El
cebador directo se diseña para contener una posición de
reconocimiento BamHI y el inverso una posición
EcoRI.
\bullet pCmpCG (fragmento de promotor de CmpC
+ gen GUS + polyA)
\bullet pCmpSG (fragmento de promotor de CmpS
+ gen GUS + polyA)
\bullet pCmpCC (fragmento de promotor de CmpC
+ gen CAT + polyA)
\bullet pCmpSC (fragmento de promotor de CmpS
+ gen CAT + polyA)
\bullet pCmpLC (fragmento de promotor de CmpL
+ gen CAT + polyA)
Las cajas que contienen el fragmento de
promotor, los genes informadores y la señal de poliadenilación son
insertados en un vector pUC19 (Stratagene) restringido con
XbaI y EcoRI.
\bullet pCapG (fragmento de promotor de Cap +
gen GUS + polyA)
\bullet pCapSG (fragmento de promotor de CapS
+ gen GUS + polyA)
\bullet pCapC (fragmento de promotor de Cap +
gen CAT + polyA)
Los fragmentos de promotor contenidos en estas
construcciones se obtienen a partir de CaMV (Franck y col., Cell 21
(1), 285-294,1980, véase el número de acceso de
GenBank V00141). Los fragmentos GUS, CAT y polyA son idénticos a
los usados en las construcciones de CmYLCV. Cap se corresponde con
el fragmento entre la base -227 y la base + 33 de la caja TATA (de
la base 7175 a la base 7438 del genoma de CaMV, véase el número de
acceso de GenBank V00141) y CapS se corresponde con el fragmento
entre la base -227 y la base + 82 de la caja TATA (de la base 7175
a la base 7486 del genoma de CaMV, véase el número de acceso de
GenBank V00141). Estas posiciones se corresponden aproximadamente
con las elegidas para los fragmentos de CmYLCV.
Orychophragmus violaceus. Los cultivos de
suspensión se mantienen en 40 mL de medio MS (Murashige y Skoog,
Physiol Plant 15, 474-497, 1962) que incluye 100
mg/mL de inositol, un 2% de sacarosa, y 0,1 mg/mL de 2.4D. Los
protoplastos se aíslan de cultivos con una antigüedad de 4 a 5 días.
Las paredes celulares son digeridas a 26ºC durante 1 hora en
pectoliasa Y23 al 0,1% (Seishin Pharmaceutical Co., Japón), celulosa
Onozuka R10 al 1% (Yakult Honsha Co., Japón),
D-manitol 0,4 M y MES al 0,1%, pH 5,5. Los
protoplastos se filtran a través de un tamiz de 50 um y se lavan
dos veces con disolución de electroporación (EP) (HEPES 10 mM, NaCl
150 mM, CaCl_{2} 5 mM y manitol 0,2 M, pH 7,1).
Nicotiana plumbaginifolia. Las plantas se
mantienen axenicalmente en medio RPM2 (Blonstein y col., Mol Gen
Genet 211, 252-259, 1988) más 7 g/L de bactoagar, pH
5,6. Para la preparación de los protoplastos se cortan las hojas y
se incuban durante la noche a 26ºC en una disolución de driselasa al
0,5% (Fluka), PVP 10 0,25 mM (polivinilpirrolidona PM 10.000),
CaCl_{2} 3,85 mM, 6 mg/L de NAA, 2 mg/L de BAP y sacarosa 0,5 M,
pH 5,7. Los protoplastos se filtran a través de un tamiz de 100 um.
Se añade disolución de sacarosa (sacarosa 0,6 M, MES al 0,1% y
CaCl_{2} 15 mM, pH 5,7) a la suspensión de protoplastos para la
primera etapa de purificación, y la suspensión se extiende sobre
disolución W5 (NaCl 150 mM, CaCl_{2} 125 mM, KCl 5 mM, glucosa 6
mM; Menczel y col., Theor Appl Genet 59, 191-195,
1981). A continuación, los protoplastos son lavados una vez con
disolución W5 y finalmente con disolución EP.
Oryza sativa. Los protoplastos se
preparan a partir de un cultivo de suspensión de arroz morfogénico
establecido a partir de O. sativa cv. Nipponbare tal como se
ha descrito previamente (Datta y col., 1990, Bio/Technology 8:
736-740).
2. Experimento de expresión transitoria
Se lleva a cabo la transfección mediante electroporación de
2x10^{6} protoplastos de Orychophragmus violaceus en 0,66
mL de tampón EP descargando un capacitor de 960 \muF a través de
una distancia de 4 mm de suspensión de protoplastos. El capacitor se
carga a 450 voltios. La electroporación se lleva a cabo en
presencia de 5-10 \mug de ADN de plásmido,
entonces se cultivan los protoplastos de 16 a 24 horas a 25ºC. La
transfección de 2x10^{6} protoplastos de Nicotiana
plumbaginifolia en 0,3 mL de suspensión se lleva a cabo en
presencia de 0,3 mL de PEG (40% de polietilenglicol 6000) y
5-10 ug de ADN de plásmido. Los protoplastos son
cultivados en 0,4 mL de medio K3 (Godall y col., Methods Enzymol
181, 148-161, 1990) durante de 16 a 24 horas a
25ºC, y se añaden con 10 mL de tampón W5 antes de la
recolección.
Los extractos de proteína se preparan mediante
al menos tres ciclos de congelación y descongelación, y se
clarifican mediante centrifugación.
Para la detección de la expresión de gen CAT se
lleva a cabo un doble sándwich de anticuerpos
(DAS)-ELISA usando un kit CAT ELISA (Boehringer) de
acuerdo con las instrucciones del fabricante. La actividad de CAT
se mide con un aparato Dynex MRXII. Las muestras para el ensayo de
GUS se diluyen en tampón GUS (NaPO_{4} 0,05 M, pH 7; EDTA 0,01 M,
0,1% de Triton-X-100, 0,1% de
Sarkosyl). La reacción se lleva a cabo en presencia de una cantidad
igual de tampón de reacción GUS (100 mL/L 10x tampón GUS, 200 mg/L
de BSA, 705 mg/L de
4-metilumbeliferil-glucurónido) a
37ºC y se detiene con Ammediol 2 M. La actividad se mide en un
Titertek Fluoroskan II.
Los resultados de ambos ensayos, CAT y GUS, se
normalizan a un valor de clon estándar. Los resultados obtenidos a
partir de diez experimentos diferentes muestran que los diversos
fragmentos de promotor de CmYLCV funcionan como promotores
altamente activos.
Gen informador
GUS
\vskip1.000000\baselineskip
Gen informador
CAT
\vskip1.000000\baselineskip
Gen informador
GUS
\vskip1.000000\baselineskip
Gen informador
CAT
\vskip1.000000\baselineskip
Gen informador
GUS
\vskip1.000000\baselineskip
Los medios de cultivo GM, CIM y SIM son los
medios descritos por Valvekens y col. (1988, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA. 85; 5536-5540).
El medio de cultivo GM contiene las sales
minerales de Murashige y Skoog (1962, Physiol. Plant. 15:
473-497), 1,0 mg/L de tiamina (reserva de 1 mg/mL),
0,5 mg/L de piridoxina HCl (reserva de 1 mg/mL), 0,5 mg/L de ácido
nicotínico (reserva de 1 mg/mL), 0,5 g/L de ácido
2-(N-morfolino)etanosulfónico (MES), 10 g/L
de sacarosa, 8 g/L de agar, ajustando el pH a 5,8 con KOH 1 N. El
CIM contiene las sales minerales y las vitaminas del medio B5
(Gamborg y col., 1968, Exp. Cell Res. 50: 151-158),
0,5 g/L de ácido
2-(N-morfolino)etanosulfónico (MES), 20 g/L
de glucosa, 0,5 mg/L de ácido
2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D)
(reserva de 10 mg/mL en DMSO), 0,05 mg/L de quinetina (reserva de 5
mg/mL en DMSO), pH 5,8. El medio CIM sólido contiene 8 g/L de agar.
El medio SIM contiene las sales minerales y las vitaminas del medio
B5 (Gamborg y col., 1968, ver anterior), 0,5 g/L de ácido
2-(N-morfolino)etanosulfónico (MES), 20 g/L
de glucosa, 5 mg/L de
N6-(2-isopentenil)adenina (2iP) (reserva de
20 mg/mL en DMSO), 0,15 mg/L de ácido
indol-3-acético (IAA) (reserva de
1,5 mg/mL en DMSO), 8 g/L de agar, pH 5,8. El SIM V750 K100 es
medio SIM suplementado con 750 mg/L de vancomicina y 100 mg/L de
canamicina. El SIM V500 K100 es medio SIM suplementado con 500 mg/L
de vancomicina y 100 mg/L de canamicina. El GM K50 es medio GM
suplementado con 50 mg/L de canamicina.
Los medios de cultivo se esterilizan todos en
autoclave (20 minutos a 121ºC). Antes del tratamiento en autoclave
se disuelven en agua las vitaminas y se añaden al medio. Las
hormonas se disuelven en dimetilsulfóxido (DMSO). Los antibióticos
se disuelven en agua y se esterilizan mediante filtración (0,22
\mum). Las hormonas y los antibióticos se añaden después del
tratamiento en autoclave y de enfriar el medio hasta 65ºC. En todos
los casos se usan placas Petri de 9 cm (Falcon, 3003), excepto para
el GM y el GM K50 que normalmente se vierten en placas Petri de 15
cm (Falcon, 3025).
Las placas con medio sólido se secan antes de su
uso en flujo laminar para eliminar los condensados.
Se compran semillas de Arabidopsis
thaliana ecotipo Columbia (Col-0) naturales a
Lehle Seeds, EE.UU. (1102 South Industrial Blvd. Suite D, Round
Rock TX 78681, EE.UU.). Las plantas se cultivan a 22ºC en ciclos de
luz/oscuri-
dad de 16/8 horas en tarros con 4 partes de arena, 4 partes de suelo de jardín y 1 parte de agrilit.
dad de 16/8 horas en tarros con 4 partes de arena, 4 partes de suelo de jardín y 1 parte de agrilit.
Se introducen plásmidos vector en la cepa
receptora de Agrobacterium tumefaciens LBA4404 (Clontech)
mediante reproducción triparental de acuerdo con le protocolo
descrito por Walkerpeach y Velten
("Agrobacterium-mediated gene transfer to plant
cells: Cointegrate and binary vector systems", en: Plant
Molecular Biology Manual, B1: 1-19, 1994, Ed.: S.B.
Gelvin, R.A., Schilperoort, Kluvers Acad. Publishers). La cepa de
movilización usada es E. coli HB101 que aloja el plásmido de
conjugación pRK2013 (Ditta y col., 1980, Broad host range DNA
cloning system from Gram-negative bacteria.
Construction of gene bank of Rhizobium meliloti. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 77: 7347-7351). Las agrobacterias
usadas para la transformación de raíces se cultivan en medio LB
(Sambrook y col., 1989, "Molecular Cloning", Cold Spring
Harbor, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY) sin antibióticos a
28ºC y 200 rpm.
Las semillas se colocan en EtOH 70)/Tween 20
0,05% durante 1 minuto en un tubo Eppendorf de 2 mL. Se elimina la
mezcla EtOH 70%/Tween 20 0,05% con una pipeta y se sustituye por
NaOCl 5%/Tween 20 0,05% durante 15 minutos. Las semillas se agitan
regularmente. La disolución se elimina en condiciones estériles y
las semillas se lavan 3 veces con agua destilada esterilizada,
durante 10 minutos cada vez. Después del último lavado las semillas
se mantienen en 0,5 - 1 mL de agua. Las semillas pueden usarse
inmediatamente o pueden almacenarse a 4ºC durante dos - tres
semanas. Las semillas esterilizadas (20-30) se
transfieren con forceps a medio GM en placas Petri de 15 cm. Las
plantas de semillero se cultivan en placas dispuestas verticalmente
en una cámara de cultivo (22ºC; ciclos de luz/oscuridad de 16/8
horas).
Se usan raíces de plantas de semillero de tres
semanas de edad para el procedimiento de transformación. Las
semillas no deberían ser verdes o marrones. Las partes verdes de las
plantas de semillero se eliminan con un escalpelo y un forceps. Las
raíces restantes se recogen y se disponen aproximadamente 5 sistemas
de raíz completos por placa con medio sólido CIM. Las raíces son
presionadas suavemente contra la superficie de la placa para
asegurar un contacto total con el medio, aunque no deberían mojarse
en el agar. Las raíces son incubadas durante tres días en una
cámara de cultivo (22ºC; ciclos de luz/oscuridad de 16/8 horas). A
continuación las raíces son transferidas a una placa Petri
esterilizada con papel de filtro humedecido en medio CIM líquido y
se cortan con un escalpelo en trozos de 0,5 a 1 cm. A continuación
se transfieren los explantes de raíces a un tubo Falcon
esterilizado de 50 mL que contiene 10 mL de medio CIM líquido. A
éste, se añaden 0,5 mL de un cultivo de una noche de
Agrobacterium (DO 0,6-1) y se incuba durante
1-2 minutos a la vez que se agita suavemente. El
líquido se extrae del tubo por vertido a través de tamiz de metal
esterilizado (mesh 50, Sigma, S-0895), que se
sujeta con forceps. Normalmente, las raíces permanecen en la pared
del tubo cerca del borde. A continuación, los explantes de raíces
son transferidos a una placa Petri esterilizada con papel de filtro
y se secan ligeramente para eliminar el exceso de líquido. Los
explantes de raíces se colocan sobre placas con medio CIM sólido y
se incuban en una cámara de cultivo durante 2 días con luz tenue
(1,5-2 klux). Tras el periodo de
co-cultivo deberían poder verse pequeñas trazas de
sobrecrecimiento con Agrobacterium. A continuación, los
explantes de raíces son transferidos a tubos Falcon de 50 mL
esterilizados con 20 mL de medio CIM líquido, suplementado con 1000
mg/L de vancomicina. Entonces los tubos Falcon son sometidos a un
vórtice suave para eliminar la Agrobacteria. El líquido se
extrae vertiéndolo como se ha descrito antes y los explantes son
secados ligeramente con papel de filtro. A continuación se
transfieren los explantes a placas que contienen medio SIM V750
K100. Las raíces deberían estar en íntimo contacto con el medio. Los
explantes se incuban en una cámara de cultivo en condiciones
normales durante una semana y a continuación se transfieren a medio
SIM V500 K100 y se incuban durante otra semana más. Entonces se
reduce la cantidad de vancomicina a 250 mg/L. Los primeros brotes
deberían aparecer al final de la tercera semana de cultivo sobre
medio SIM. Se extraen los brotes por escisión cuando tienen una
longitud de 0,3-0,5 cm, se elimina cualquier callo
residual y se transfieren los brotes a placas de 15 cm que contienen
medio GM K50. Por placa se dispone un máximo de 3 brotes. Para
conseguir más brotes, se puede transferir el resto de explantes de
raíz a placas con SIM fresco suplementado con 125 mg/L de
vancomicina y 100 mg/L de canamicina durante otras dos semanas más.
Los brotes que hayan echado raíces pueden transferirse a suelo para
permitir que el asentamiento. Los brotes que no echan raíces son
transferidos a recipientes Magenta (uno por recipiente) que
contienen medio GM para producir semillas in vitro.
Las semillas procedentes de plantas transgénicas
individuales son germinadas en medio GM K50 en una cámara de
cultivo durante 2 semanas. Las plantas de semillero fenotípicamente
resistentes a canamicina, que forman hojas verdes y un sistema de
raíces ramificado, son seleccionadas para posteriores análisis.
Para los ensayos GUS se usan plantas o plantas
de semillero cultivadas in vitro en suelo. Se sumergen en
disolución de tinción de GUS tanto plantas de semillero enteras como
órganos diseccionados. La disolución de tinción de GUS contiene
glucurónido de
5-bromo-4-cloro-3-indolilo
1 mM (X-Gluc, Duchefa, disolución reserva 20 mM en
DMSO), tampón de fosfato sódico 100 mM pH 7,0, EDTA 10 mM pH 8,0 y
Triton X-100 al 0,1%. Las muestras de tejido se
incuban a 37ºC durante 1-16 horas. Si es necesario,
las muestras pueden aclararse con varios lavados de EtOH al 70%
para eliminar la clorofila.
Todas las reacciones PCR se llevan a cabo con
Polimerasa de ADN Platinum Pfx (Life Technologies) de acuerdo con
las instrucciones del fabricante.
El terminador NOS se amplifica a partir de
pBIN19 (Bevan y col. 1984) usando el cebador directo de
terminador NOS (SEC ID Nº:21) y el cebador inverso de terminador
NOS (SEC ID Nº:22). El cebador directo se modifica para que
contenga una posición PstI y el cebador inverso se modifica para
contener una posición HindIII. El producto de amplificación de
terminador NOS se clona como fragmento PstI/HindIII en las mismas
posiciones de pBluescript (Stratagene) dando como resultado el
plásmido pZU400A.
A fin de obtener un gen de TSWV NP no
traducible, se usan cebadores de gen TSWV NP modificados para
amplificar el gen de TSWV NP. El cebador directo de gen de TSWV NP
introduce un codón BamHI, uno SphI, uno de inicio y uno de parada
(SEC ID Nº:23). El cebador inverso se modifica para introducir una
posición PstI (SEC ID Nº:24). El producto de amplificación se clona
como fragmento BamHI/PstI en la posición BamHI/PstI del pZU400A
antes del extremo 5' y en la misma dirección que el terminador NOS.
En el clon pZU400b resultante, la posición PstI entre el gen de
TSWV NP y el terminador NOS se elimina usando un tratamiento con
polimerasa de ADN T4 (Life Technologies) de acuerdo con las
instrucciones del fabricante. A partir del clon resultante denotado
pZU400C, se clonan el gen de TSWV NP y el terminador NOS como un
fragmento SphI/HindIII en la posición SphI/HindIII del vector
lanzadera pZO1560, dando como resultado el plásmido pZU400. pZO1560
es un derivado pBluescript en el que la posición de multiclonación
original es reemplazada por la posición de multiclonación AGLINK
(SEC ID Nº:27).
El promotor vírico de CmYLCV se amplifica usando
el cebador directo del promotor de CmYLCV (SEC ID Nº:25) y el
cebador inverso de promotor de CmYLCV (SEC ID Nº:26). El cebador
directo se modifica para que contenga una posición SstI y el
cebador inverso se modifica para contener una posición PstI. El
promotor vírico de CmYLCV amplificado se clona como fragmento
SstI/PstI, en la misma dirección y antes del extremo 5' del gen de
TSWV NP, en la posición SstI/PstI del pZU400. Esto da como resultado
el clon pZU625 que contiene una caja génica vírica que produce un
ARN de TSWV NP no traducible.
La caja génica vírica se clona como fragmento
AscI/Pad a partir de pZU625 en la posición AscI/Pad del vector
pZU494 de pVictorHiNK. Esto da como resultado el vector de
transformación de plantas pZU627. pVictorHiNK es un vector binario
que comprende un origen de replicación (ORI) derivado del plásmido
pVS1 de Pseudomonas aeruginosa, que es conocido por ser
altamente estable en A. tumefaciens (Itoh y col., 1984.
Plasmid 11: 206-220; Itoh y Haas, 1985, Gene 36:
27-36).
El ORI pVS1 sólo es funcional en
Agrobacterium y puede ser movilizado mediante el plásmido
colaborador pRK2013 de E.coli a A. tumefaciens por
medio de un procedimiento de reproducción triparental (Ditta y
col., 1980, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:
7347-7351).
Este vector binario también comprende un origen
de replicación ColEI que es funcional en E. coli y que
deriva de pUC19 (Yannisch-Perron y col.,
1985, Gene 33: 103-119).
Para mantenimiento en E.coli y A.
tumefaciens este vector contiene un gen de resistencia
bacteriana a espectomicina y estreptomicina codificado por un gen
de 0,93 kb del transposón Tn7 (Fling y col., 1985, Nucl. Acid Res.
13: 7095) que funciona como marcador de selección para el
mantenimiento del vector en E. coli y A. tumefaciens.
El gen se fusiona al promotor tac para una expresión bacteriana
eficaz (Amman y col., 1983, Gene 25: 167-178).
Los fragmentos fronterizos de
T-ADN derecho e izquierdo de 1,9 kb y 0,9 kb,
respectivamente, que comprenden las repeticiones de borde de 24 pb,
derivan del plásmido Ti de las cepas pTil37 de tipo nopalina de
A. tumefaciens (Yadev y col., 1982, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 79: 6322-6326). Por consiguiente, la región
T-ADN entre los límites es modificada mediante la
eliminación de las secuencias derivadas de M13 y, para mejorar su
versatilidad de clonación, se introduce la posición de
multiclonación BIGLINK (SEC ID Nº:28) produciendo el
pVictorHiNK.
PVictorHiNK contiene una caja génica NPTII para
la selección de transformantes durante el proceso de transformación
de la planta. Esta caja génica contiene un promotor NOS, el gen
NPTII y el terminador NOS, obtenidos de A. tumefaciens.
Los métodos para transferir vectores binarios a
materia vegetal están bien establecidos y son conocidos por el
especialista en la técnica. Existen variaciones en los
procedimientos debido a, por ejemplo, diferencias en las cepas de
Agrobacterium usadas, diferentes fuentes de material de
explante, diferencias en los sistemas de regeneración dependiendo
tanto del sistema de cultivo como de la especie vegetal usada. El
vector binario pZU627 se usa en experimentos de transformación de
plantas de acuerdo con los siguientes procedimientos. Se transfiere
el PZU627 mediante reproducción triparental a una cepa receptora de
Agrobacterium tumefaciens, seguido de análisis de
transferencia Southern de los ex-conjugantes como
comprobación de una transferencia apropiada de la construcción a la
cepa aceptora, inoculación y co-cultivo de material
de explante axénico con la cepa recombinante de Agrobacterium
tumefaciens, eliminación selectiva de la cepa de
Agrobacterium tumefaciens usando los antibióticos
apropiados, selección de células transformadas mediante cultivo en
medio selectivo que contiene canamicina, transferencia de las
plantas a suelo, determinación de la integridad del
T-ADN integrado mediante análisis de transferencia
Southern de ADN cromosomal aislado de la planta.
Las plantas transformadas se cultivan en el
invernadero en condiciones estándar de cuarentena a fin de evitar
cualquier infección por patógenos. En una etapa de
cuatro-hojas, se infectan las plantas con TSWV
mediante inoculación mecánica. Tejidos procedentes de plantas
infectadas sistemáticamente con TSWV son molidos en 5 volúmenes de
tampón de inoculación enfriado con hielo (tampón fosfato 10 mM
suplementado con Na_{2}SO_{3} al 1%) y engomados en presencia
de polvo de carborundum sobre las dos primeras nuevas hojas
extendidas completamente. Las plantas inoculadas son escrutadas
para estudiar el desarrollo de síntomas durante tres semanas después
de la inoculación. Las plantas que contienen secuencias de pZU627
no muestran síntomas de TSWV, mientras que las plantas de control
no transformadas muestran graves síntomas sistémicos de TSWV a los 7
días de la inoculación. Las plantas resistentes se
auto-polinizan y se recolectan las semillas. Se
analizan las plantas de la progenie para evaluar la segregación del
gen insertad, y se vuelven a escrutar para determinar la resistencia
contra la infección de TSWV tal como se ha descrito antes.
El promotor CmpS es amplificado mediante PCR
usando los cebadores Cmpf-B (cgc gga tec tgg cag aca
aag tgg cag a; SEC ID Nº:29) y CmpS-B (cgc gga tec
tac ttc tag get act tg, SEC ID Nº:30) que tienen posiciones BamHI a
los lados. El fragmento PCR resultante se clona en la posición BamHI
del pBluescript KS (+) para formar pNOV4211.
Para crear un vector binario para la
transformación vía Agrobacterium tumefaciens, se escinde el
promotor CmpS del pNOV4211 usando BamHI y se inserta en pNOV2804
digerido con BamHI (SEC ID Nº:31) antes del extremo 5' del gen PMI,
y el vector resultante se denomina pNOV2819. El pNOV2804 (SEC ID
Nº:31) es un vector binario con origen replicación VS1, una copia
del gen VirG de Agrobacterium en la cadena principal, y una
caja de expresión de terminador PMI-nos sin
promotor entre las fronteras izquierda y derecha del
T-ADN. PMI (fosfomanosa isomerasa) es la región
codificadora del gen man A de E.coli (Joersbo y Okkels,
1996, Plant Cell Reports 16: 219-221, Negrotto y
col., 2000, Plant Cell Reports 19: 798-803). El
terminador nos (nopalina sintasa) se obtiene a partir de
T-ADN de Agrobacterium tumefaciens (Depicker
y col., 1982, J. Mol. Appl. Genet. 1 (6), 561-573).
La región codificadora de fosfomanosa isomerasa y el terminador nos
están localizados entre los nucleótidos 290 y 1465 y entre el 1516
y el 1789, respectivamente, del pNOV2804 (SEC ID Nº:31). Para crear
un vector para transformación biolística, el promotor CmpS se
escinde del pNOV4211 usando BamHI y se inserta en pNOV3604 digerido
con BamHI (SEC ID Nº:32) para formar pNOV2820, creando de este modo
una caja de expresión PMI conducida por el promotor CmpS. El
pNOV3604 es un vector para preparar fragmentos biolísticos y se basa
en pUC19 con un origen de replicación ColEI y un gen de
beta-lactamasa que confiere resistencia a
ampicilina. Como el pNOV2804, el pNOV3604 también contiene una caja
de expresión PMI-terminador nos sin promotor (ver
más arriba). La región codificadora de fosfomanosa isomerasa y el
terminador nos están localizados entre los nucleótidos 42 y 1217 y
entre el 1268 y el 1541, respectivamente, del pNOV3604 (SEC ID
Nº:32).
El vector binario pNOV2819 se usa para la
transformación vía Agrobacterium tumefaciens y el vector
pNOV2820 se usa para la transformación biolística.
El vector pCambia 1302 (Cambia, Canberra,
Australia; Roberts, C.S., Rajagopal, S., Smith, L., Nguyen, T.,
Yang, W., Nugroho, S., Ravi, K.S. Cao, M.L., Vijayachandra, K., y
col. A comprehensive set of modular vectors for advanced
manipulation and efficient transformation of plants. Presentado en
la Reunión de la Fundación Rockefeller del Programa Internacional
sobre Biotecnología del Arroz, Malacca, Malaisia,
15-19 de Septiembre, 1997) se elige y se modifica
para los experimentos: El promotor CaMV 35S al frente del gen GFP es
eliminado por digestión en la posición 9788 con endonucleasa
HindIW y en la posición 1 con endonucleasa NcoI y el
vector es relegado a los dos extremos compatibles. La digestión con
endonucleasa XhoI en la posición 7613 y con BstXI en la posición
9494 escinde el gen de higromicina y el promotor CaMV 35S al frente
de él. Las secuencias del promotor 35S son eliminadas del vector
para excluir cualquier riesgo de silenciamiento génico mediado por
homología. El gen de barra conducido por el promotor 1' (Mengiste y
col., Plant J, 1997, 12(4): 945-948) se
introduce en la posición EcoRI en la posición 9737 como marcador
seleccionable. El vector obtenido se denomina pCamBar.
Las cajas de CmpCG y CapG descritas en el
Ejemplo 3 se insertan en el vector pCamBar entre el centro
XbaI de la posición 9764 y el EcoRI de la posición 9737 para
obtener los plásmidos pCamBarCmpCG y pCamBarCapG, respectivamente.
Las dos construcciones son usadas para transformar células de
Agrobacterium tumefaciens.
Se cultivan semillas de Arabidopsis
thaliana (Columbia 0), se tratan en frío durante 3 días a 4ºC a
oscuras para sincronizar la germinación, y se transfieren a un
cuarto de cultivo (22ºC/ luz 24 h). Las plantas germinadas se
infiltran cuando han producido un número máximo de brotes no
abiertos. La infiltración se lleva a cabo de acuerdo con el
protocolo descrito por Clough y Bent, Plant J. 16:
735-743, 1987.
Las plantas de semillero obtenidas a partir de
semillas de generación T1 se seleccionan aplicándoles con
pulverizador el herbicida BASTA (Pluss-Staufer
AG/SA) (150 mg/L) cada cinco días y por tres veces. Se recolectan
veinte plantas resistentes pCamBarCmpCG y nueve pCamBarCapG después
de la selección. Se cultivan en las condiciones descritas para
obtener semillas de generación T2. Estas semillas se someten al
mismo procedimiento descrito antes para el wt, se seleccionan las
plantas de semillero de T2 mediante pulverización de BASTA, y se
analizan los mutantes resistentes para detectar la expresión de gen
GUS.
3. Expresión histoquímica de GUS en plantas
Arabidopsis transformadas establemente La tinción histoquímica
de GUS se realiza tal como se describe en el Ejemplo 11. El análisis
se lleva a cabo en tubos de cultivo de 15 mL por inmersión de las
plantas de semillero transformadas en la disolución
X-gluc, mediante aplicación de una presión de 130
mBar durante 10 minutos e incubación a 37ºC durante una noche. Los
resultados obtenidos con plantas de Arabidopsis transformadas con
pCamBarCmpCG indican una expresión constitutiva del gen informador
GUS conducida por el promotor CmpC en todos los órganos
vegetativos.
Para el ensayo se seleccionan cuatro plantas por
línea transgénica y una hoja por cada una de dichas plantas. Las
cuatro hojas se recogen en el mismo tubo eppendorf, se congelan con
nitrógeno líquido y se muelen hasta obtener un polvo fino con
morteros desechables. Éste se diluye en 150 \muL de tampón GUS
(NaPO_{4} 0,05 M, pH 7, EDTA 0,01 M,
Triton-X-100 al 0,1%, Sarkosyl al
0,1%), se incuba 5 minutos a 37ºC y se gira en una microcentrífuga
durante 5 minutos a máxima velocidad. El sobrenadante se transfiere
a un nuevo tubo eppendorf y estas muestras se usan para el ensayo
enzimático. Se estiman las proteínas en estos extractos de planta
de acuerdo con el método Bradford (Bradford, M.M. Anal. Biochem. 72:
248-254, 1976) usando BSA como patrón. La presencia
del promotor y del gen GUS en las líneas mutantes se confirma
mediante análisis PCR usando las muestras extraídas como
patrón.
El ensayo GUS fluorométrico se realiza tal como
se describe en el Ejemplo 5. Para la detección de expresión de gen
GUS se diluyen las muestras en tampón GUS. La reacción se lleva a
cabo en presencia de una cantidad igual de tampón de reacción GUS a
37ºC y se detiene con Ammediol 2 M. La actividad se mide en un
Titertek Fluoroskan II.
Quince de las veinte líneas seleccionadas
transformadas con pCamBarCmpCG, y ocho de las nueve líneas
transformadas con pCamBarCapG, muestran actividad enzimática de GUS
en las hojas. El nivel de actividad en varias líneas transformadas
con CmpCG es comparable a las de CapG. Sin embargo, los resultados
son variables para las diferentes líneas transgénicas debido a la
diferencia en sus genotipos (número de localizaciones y número de
inserciones de transgén por localización).
Todas las reacciones PCR se llevan a cabo con
Pfu polimerasa (Stratagene) tal como se describe en el Ejemplo
1.
1. Amplificación y clonación de ADN Se
producen dos variantes, pCmpMG y pCmpMsG, del plásmido pCmpCG
(Ejemplo 3). La primera elimina la secuencia "GTGGTCCC" del
promotor CmpC y la última la muta para generar la secuencia
"GTGCTCGC". Para obtener el pCmpMG se amplifican tres productos
de PCR:
CmpM1 usando el cebador directo Cmp1
(véase el Ejemplo 3, SEC ID Nº:13), el cebador inverso CmpMr
(CCATC
GTGGTATTTGGTATTG, SEC ID Nº:33) y el plásmido pCmpCG como patrón.
GTGGTATTTGGTATTG, SEC ID Nº:33) y el plásmido pCmpCG como patrón.
CmpM2 usando el cebador directo CmpMf
(CAATACCAAATACCACGATGG; SEC ID Nº:34), el cebador inverso CmpC2
(véase el Ejemplo 3; SEC ID Nº:14) y el plásmido pCmpCG como
patrón.
CmpM usando el cebador directo Cmp1, el
cebador inverso CmpC2 y una mezcla equimolar de productos PCR de
CmpM1 y CmpM2 como patrón.
\vskip1.000000\baselineskip
Para obtener el pCmpMsG se amplifican tres
productos de PCR:
CmpMs1 usando el cebador directo Cmp1, el
cebador inverso CmpMrs (CGTGGTAGCGAGCACTTTGGT, SEC ID Nº:35) y el
plásmido pCmpCG como patrón.
CmpMs2 usando el cebador directo CmpMfs
(AAGTGCTCGCTACCACGATGG, SEC ID Nº:36), el cebador inverso Cmp2 y el
plásmido pCmpCG como patrón. CmpsM usando el cebador directo
Cmp1, el cebador inverso Cmp2 y una mezcla equimolar de productos
PCR de CmpMs1 y CmpMs2 como patrón.
Para obtener los plásmidos pCmpMG y pCmpMsG el
plásmido original pCmpCG es restringido con endonucleasas
XbaI y BamHI para eliminar el fragmento CmpC y para
insertar en su lugar los productos PCR CmpM y CmpMs.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Los cultivos de suspensión y los protoplastos se
producen como se describe en el Ejemplo 4.
La transfección y la preparación de extracto de
proteína se llevan a cabo tal como se describe en el Ejemplo 4, y
el ensayo GUS se lleva a cabo tal como se describe en el Ejemplo
5.
Los resultados del ensayo GUS se obtienen a
partir de la media de diez experimentos diferentes y se normalizan
a un valor de clon estándar. La eliminación de la secuencia
"GTGGTCCC" en la construcción CmpCG reduce la expresión del
gen informador GUS aproximadamente hasta el 50% de la expresión de
gen informador GUS de CmpC en todas las especies de protoplastos
(ver más adelante). El efecto inducido por la mutación
"GTGCTCGC" depende de la especie de la planta. En los
protoplastos de O. violaceus y O. sativa el nivel de
expresión de gen GUS disminuye hasta el 65,2% y el 73,6%,
respectivamente. En los protoplastos de N. plumbaginifolia
la actividad de promotor CmpMs es similar a la del promotor
CmpM.
N.
plumbaginifolia
\vskip1.000000\baselineskip
O.
violaceus
\vskip1.000000\baselineskip
O.
sativa
Se construye un gen quimérico que incluye una
secuencia de ADN del promotor de tránscrito de longitud completa de
CmYLCV (SEC ID Nº:1) fusionada al GFP optimizado de la planta con un
intrón (synGFPI, SEC ID Nº:37) o con un gen informador GUS con
secuencia de intrón (GIG; SEC ID Nº:38). El gen GIG contiene el
intrón ST-LS1 de Solanum tuberosum entre los
nucleótidos 385 y 576 de la SEC ID Nº: 38 (obtenido del Dr. Stanton
Gelvin, Purdue University, y descrito en Narasimhulu, y col. 1996,
Plant Cell, 8: 873-886). El SynGFPI es un gen GFP
optimizado de planta en el que se introduce el intrón
ST-LS1 (del nt 278 al nt 465 de la SEC ID Nº:37).
Para los promotores, se usa el ADN genómico de CmYLCV como molde
para la reacción en cadena de polimerasa (PCR). Se diseñan
cebadores específicos de gen para amplificar la secuencia de ADN. Se
aísla un fragmento de gen correspondiente a CmpC (SEC ID Nº:2)
usando el cebador directo Cmpf-B (SEC ID Nº:29) en
combinación con el cebador de 5' a 3' CGCGGATTGCTCCCTTAACAATGAGG
(SEC ID Nº:39) como cebador inverso. Se aísla un fragmento de gen
correspondiente a CmpS (SEC ID Nº:3) usando el cebador directo
Cmpf-B (SEC ID Nº:29) en combinación con el cebador
inverso CmpS-B (SEC ID Nº:30). Los tres cebadores
contienen la posición de reconocimiento de enzima de restricción
BamHI CGCGGA en su extremo 5'. Todas las reacciones se llevan a cabo
con polimerasa Pfu de acuerdo con las recomendaciones del
fabricante (Stratagene). Se usa un termociclador (DNA Engine,
MJResearch, Inc. Waltham, MA EE.UU.) para amplificar los fragmentos
de promotor usando las siguientes condiciones de PCR:
[(94ºC:10s):(94ºC:10 s/56ºC:30 s/72ºC:1 min) X 20]:(72ºC:1,5 m)].
Tras la digestión de restricción con BamHI se ligan los fragmentos
de promotor en vectores basados en pUC con el gen GIG o con el gen
synGFPI para crear las fusiones promotor-gen
informador ligadas operativamente a un terminador nos.
\global\parskip1.000000\baselineskip
\bullet Fragmento de promotor CmpS + gen
synGFPI + nos (SEC ID Nº:40)
\bullet Fragmento de promotor CmpS + gen GIG +
nos (SEC ID Nº:41)
\bullet Fragmento de promotor CmpC + gen
synGFPI + nos (SEC ID Nº:42)
\bullet Fragmento de promotor CmpC + gen GIG +
nos (SEC ID Nº:43)
Las cajas promotor-informador
(SEC ID Nº:40 a 43) que contienen el fragmento promotor, el gen
informador y el terminador nos son insertadas en el vector binario
pNOV2117 correspondiente a maíz y en el vector binario pNOV4200
correspondiente a la transformación de tomate. El pNOV2117 (SEC ID
Nº:44) es un vector binario con origen de replicación VS1, una
copia del gen virG de Agrobacterium en la cadena principal, y
una caja de expresión de promotor de Ubiquitina de Maíz - gen PMI -
terminador nos entre los extremos izquierdo y derecho del
T-ADN. PMI (fosfomanosa isomerasa) es la región
codificadora del gen manA de E.coli (Joersbo y Okkels, 1996,
Plant Cell Reports 16: 219-221, Negrotto y col.,
2000, Plant Cell Reports 19: 798-803). El terminador
nos (nopalina sintasa) se obtiene a partir de T-ADN
de Agrobacterium tumefaciens (Depicker y col., 1982, J.
Mol. Appl. Genet. 1 (6), 561-573). El promotor de
ubiquitina de maíz, la región codificadora de fosfomanosa isomerasa
y el terminador nos están localizados entre el nt 31 y el nt 2012,
entre el nt 2109 y el nt 3212 y entre el nt 3273 y el nt 3521,
respectivamente, del pNOV2117 (SEC ID Nº:44). Las cajas de
informador - promotor se insertan lo más cerca posible al extremo
derecho. La caja de expresión de marcador seleccionable de los
vectores binarios está lo más cerca posible del extremo izquierdo.
Para la transformación de tomate, se usa pNOV4200 (SEC ID Nº:45)
como vector binario, que contiene el origen de replicación VS1, una
copia del gen virG de Agrobacterium en la cadena principal,
y una caja de marcador seleccionable de higromicina entre las
secuencias de los extremos izquierdo y derecho. La caja de marcador
seleccionable de higromicina comprende el promotor de Ubiquitina 3
de Arabidopsis (Ubq3(At), Callis y col., J. Biol. Chem. 265:
12486-12493 (1990)) ligado operativamente al gen
que codifica la resistencia a higromicina (denonato en la presente
memoria como "HYG", gen sintético de higromicina B
fosfotransferasa de E.coli, Patente: JP
1986085192-A 1
30-APR-1986) y al terminador nos
(Depicker y col., J. Mol. Appl. Genet. 1 (6),
561-573 (1982). El promotor de ubiquitina de
Arabidopsis, el gen HYG y el terminador nos están localizados entre
el nt 162 y el nt 11494, entre el nt 1897 y el nt 2939, y entre el
nt 2939 y el nt 3236, respectivamente, de pNOV4200 (SEC ID Nº:45).
Las cajas de informador - promotor (SEC ID Nº:40 a 43) se insertan
lo más cerca posible del extremo derecho. La caja de expresión de
marcador seleccionable de los vectores binarios está lo más cerca
posible del extremo izquierdo.
A continuación se muestran las orientaciones de
las cajas de marcador seleccionable y de promotor - informador de
las construcciones de vector binario.
- \bullet
- NOV4215 (fragmento de promotor RB CmpS + gen synGFPI + nos - ZmUbi + gen PMI + nos LB)
- \bullet
- NOV4216 (RB nos + gen synGFPI + fragmento de promotor CmpS - ZmUbi + gen PMI + nos LB)
- \bullet
- NOV4217 (fragmento de promotor RB CmpS + gen synGFPI + nos - Ubq3(At) + gen HYG + nos LB)
- \bullet
- NOV4220 (fragmento de promotor RB CmpS + gen GIG + nos - Ubq3(At) + gen HYG + nos LB)
- \bullet
- NOV4224 (fragmento de promotor RB CmpC + gen GIG + nos - ZmUbi + gen HYG + nos LB)
- \bullet
- NOV4226 (fragmento de promotor RB CmpC + gen synGFPI + nos - ZmUbi + gen PMI + nos LB)
Se construyen cajas adicionales con promotores
conocidos para ser usadas a modo de comparación. A este fin, se
construye una caja de promotor,
ZmUbi-GFP-terminador 35S (SEC ID
Nº:46), que comprende el promotor de Ubiquitina de maíz
(Christensen y col. Plant Molec. Biol. 12:
619-632 (1989)) ligado operativamente a synGFP y el
terminador 35S (35S term), y también se construye una caja de
promotor que comprende el promotor de ubiquitina de maíz ligado
operativamente al gen GIG y al terminador nos (NOV 3612, SEC ID
Nº:47). El promotor ZmUbi, el gen GFP y el terminador 35S están
localizados entre el nt 1 y el nt 2019, entre el nt 2020 y el nt
2751, y entre el nt 2876 y el nt 2949, respectivamente, de la SEC
ID Nº:46. El promotor ZmUbi, el gen GIG y el terminador nos están
localizados entre el nt 1 y el nt 1982, entre el nt 2015 y el nt
4015, y entre el nt 4069 y el nt 4341, respectivamente, de la SEC
ID Nº:47. La caja ZmUbi-GIG-nos (SEC
ID Nº: 47) se clona en un vector basado en pUC. La caja ZmUbi-
GFP-nos (SEC ID Nº:46 ) se clona en el vector
binario pNOV2117 para transformación de maíz, tal como se ha
descrito anteriormente. Se construyen las cajas de promotor que
comprenden el promotor de Ubiquitina 3 de Arabidopsis
(Ubq3(At)) ligado operativamente a synGFPI y al terminador
nos (SEC ID Nº:48), y el promotor de Ubiquitina 3 de Arabidopsis
ligado operativamente a gen GIG y al terminador nos (SEC ID Nº:49).
El promotor de Ubiquitina 3, el synGFPI y el terminador nos están
localizados entre el nt 1 y el nt 1332, entre el nt 1738 y el nt
2658, y entre el nt 2670 y el nt 2943, respectivamente, de la SEC ID
Nº: 48. El promotor de Ubiquitina 3, el gen GIG y el terminador nos
están localizados entre el nt 1 y el nt 1335, entre el nt 1746 y el
nt 3746, y entre el nt 3800 y el nt 4072, respectivamente, de la SEC
ID Nº: 49. Tal como se ha descrito antes, las cajas de promotor son
clonadas en el vector binario pNOV4200 que contiene una caja de
marcador seleccionable de higromicina para la transformación de
tomate. A continuación se muestran las orientaciones de las cajas
de marcador seleccionable y de promotor - informador de las
construcciones de vector binario.
- \bullet
- NOV2110 (promotor RB ZmUbi + gen synGFP + 35S term - ZmUbi + gen PMI + nos LB)
- \bullet
- NOV4209 (promotor RB Ubq3(At) + gen synGFPI + nos - Ubq3(At) + gen HYG + nos LB)
- \bullet
- NOV4208 (promotor RB Ubq3(At) + GUS - Intrón - gen GUS + nos - Ubq3(At) + gen HYG + nos LB)
La transformación de embriones inmaduros de maíz
se lleva a cabo esencialmente como se describe en Negrotto y col.,
(2000) Plant Cell Reports 19: 798-803. Para este
ejemplo, todos los medios constituyentes son como se describen en
Negrotto y col., ver anterior. Sin embargo, se pueden sustituir
algunos medios constituyentes descritos en bibliografía.
Los genes usados para la transformación son
clonados en un vector adecuado para la transformación de maíz tal
como se describe en el Ejemplo 19. Los vectores usados contienen el
gen de fosfomanosa isomerasa (PMI) (Negrotto y col. (2000) Plant
Cell Reports 19: 798-803).
La cepa de Agrobacterium LBA4404 (pSB1),
que contiene el plásmido de transformación de la planta, se cultiva
en medio sólido YEP (extracto de levadura (5 g/L), peptona (10g/L),
NaCl (5g/L),15 g/L de agar, pH 6,8) durante de 2 a 4 días a 28ºC.
Aproximadamente 0,8 X 10^{9} Agrobacteria son suspendidas
en medio LS-inf suplementado con acetosiringona
(As) 100 \muM (Negrotto y col.,(2000) Plant Cell Rep 19:
798-803). Las bacterias se
pre-inducen en este medio durante
30-60 minutos.
Se escinden embriones inmaduros de A188 o de
otros genotipos de maíz adecuados a partir de espigas de
8-12 días de edad en LS-inf líquido
+ As 100 \muM. Los embriones se enjuagan una vez con medio de
infección fresco. A continuación se añade la disolución de
Agrobacterium y los embriones son sometidos a vórtice durante
30 segundos, y se dejan reposar con las bacterias durante 5
minutos. A continuación los embriones son transferidos con el lado
del escutelo hacia arriba a medio LSAs y se cultivan a oscuras
durante de dos a tres días. Posteriormente, se transfieren entre 20
y 25 embriones por placa petri a medio LSDc suplementado con
cefotaxima (250 mg/L) y nitrato de plata (1,6 mg/L), y se cultivan
a oscuras a 28ºC durante 10 días.
4. Selección de células transformadas y
regeneración de plantas transformadas Se transfieren embriones
inmaduros que producen callos embriogénicos a medio LSD1M0.5S. Los
cultivos se seleccionan sobre este medio durante 6 semanas con una
etapa de subcultivo a las 3 semanas. Los callos supervivientes se
transfieren a medio LSD1M0.5S para hacerlos crecer o a medio Reg1.
Después de un cultivo bajo luz (régimen de 16 horas de luz/8 horas
de oscuridad), se transfieren tejidos verdes a medio Reg2 sin
reguladores del crecimiento y se incuban durante
1-2 semanas. Las plantas pequeñas son transferidas a
cajas Magenta GA-7 (Magenta Corp, Chicago III.) que
contienen medio Reg3 y se cultivan bajo luz. Las plantas que son
positivas en PCR para la caja promotor - informador son
transferidas a suelo y cultivadas en el invernadero.
\vskip1.000000\baselineskip
La transformación de tomate se lleva a cabo
esencialmente como se describe en Meissner y col., The Plant Journal
12: 1465-1472, 1997.
Los genes usados para la transformación son
clonados en un vector binario adecuado para la transformación de
tomate tal como se describe en el Ejemplo 19. Los vectores contienen
el gen de resistencia a higromicina para la selección.
La cepa de Agrobacterium GV3101, que
contiene el plásmido de transformación de la planta, se cultiva en
medio líquido LB (extracto de levadura (5 g/L), peptona (10g/L),
NaCl (5g/L),15 g/L de agar, pH 6,8) durante 2 días a 22ºC. Se
suspenden aproximadamente 0,8 X 10^{9} Agrobacteria en
medio de inoculación KCMS (sales MS (4,3g/L),
Myo-Inositol, Tiamina (1,3 \mug/mL),
2,4-D (0,2 \mug/mL), Quinetina 0,1\mug/mL y un
3% de Sacarosa, pH 5,5) suplementado con acetosiringona 100 \muM.
Las bacterias se pre-inducen en este medio durante
60 minutos.
Las semillas de cultivo de tomate
Micro-Tom (Meissner y col., The Plant Journal 12:
1465-1472,1997) y de cultivos
ZTV-840 son empapadas en disolución de lejía al 20%
con Tween durante 20 minutos. A continuación las semillas son
lavadas tres veces con agua esterilizada y se colocan en medio TSG
(½ sales MS, 1% de Sacarosa, 1% de FitoAgar, pH 5,8) en cajas
Magenta (Magenta Corp, Chicago III) durante la germinación. Se
escinden los cotiledones y se cortan los petiolos de cotiledones en
segmentos de 5 mm de 7 a 10 días después de la germi-
nación.
nación.
Los cotiledones y los segmentos de petiolos
cotiledonales de siete a diez días de edad son incubados durante 24
horas en placas de células alimentadoras BY-2 de
tabaco (sales MS, Myo-inisitol 0,1 mg/mL,
Hidrosilato de Caseína 0,2 mg/mL, HCl de Tiamina 1,3 \mug/mL, 3%
de Sacarosa, pH 5,5) antes de la inoculación co
Agrobacterium.
Los cotiledones se sumergen en suspensión
líquida de Agrobacterium en KCMS durante 5 minutos. A continuación
se transfieren entre 20 y 25 cotiledones con el lado abaxial hacia
arriba a las mismas placas de células alimentadoras y se cultivan a
oscuras durante de dos a tres días.
Los cotiledones y los fragmentos de petiolo se
transfieren a medio de selección TSM-1 (4,3 g/L de
sales MS, 1 X Vitaminas B5, 2% de Sacarosa, 1% de Glucosa, 1
\mug/mL de Zeatina, 0,05 \mug/mL de IAA, 5 \mug/mL de
Higromicina y 250 \mug/mL de Carbenicilina, pH 5,8) de dos a tres
días después de la inoculación con Agrobacterium en
condiciones de luz. Los cotiledones y los segmentos de petiolo que
producen callos embriónicos son transferidos a medio
TSM-2 (sales MS 4,3 g/L, 1 X Vitaminas MS, 2% de
Sacarosa, 1 \mug/mL de Zeatina, 5 \mug/mL de Higromicina y 250
\mug/mL de Carbenicilina, pH 5,8). Los callos supervivientes que
forman plantas son transferidos a cajas Magenta
GA-7 (Magenta Corp, Chicago III.) que contienen
medio TRM (4,3 g/L de sal MS, 1 X Vitaminas MS, 2% de Sacarosa, pH
5,8) y cultivados en condiciones de luz.
Tras la formación de raíces, los transformantes
primarios son transferidos a suelo.
Para la detección de la expresión de gen synGFP
se lleva a cabo el ensayo fluorométrico.
Se toman discos de hoja de maíz y de tomate
transformadas establemente y se congelan en hielo seco. El tejido
congelado es molido intensamente y se mezcla con 300 \muL de
Tampón de Extracción de GFP (Tris-HCl 10 mM (pH
7,5), NaCl 100 mM, MgCl_{2} 1 mM, DTT 10 mM y 0,1% de Sarcosyl).
Los extractos se separan de los restos de hoja mediante
centrifugación seguida de transferencia a placas negras de 96
pocillos con fondo claro (Costar 3615). Se miden las unidades de
fluorescencia relativas (RFU) mediante un lector Spectra Fluor Plus
Plate Reader a 465 nm de excitación y 512 nm de emisión. La
actividad GFP se normaliza a proteína total medida usando el Ensayo
BCA (según Pierce).
La expresión de GFP es de 10 a 20 veces mayor
bajo el control del promotor CmpS (NOV4215, NOV4216) en comparación
con el promotor ZmUbi (NOV2110). Estos resultados se obtienen a
partir de muestras de hojas de 42 líneas To independientes, que
representan un total de 93 plantas To.
Se lleva a cabo un inmunoensayo tipo sándwich
cuantitativo para la detección de proteína fluorescente verde
(GFP). Se usan dos anticuerpos policlonales comercialmente
disponibles. Se purifica por inmunoafinidad el IAP
anti-GFP de cabra (Rockland, Nº
600-1-1-215) y el
anticuerpo anti-GFP de conejo (Torrey Pines Biolabs,
Nº TP401) se purifica con proteína A. La proteína GFP del extracto
de planta es capturada en un microtítulo de fase sólida mediante el
anticuerpo de conejo. Entonces se forma un "sándwich" entre el
anticuerpo de conejo de fase sólida, la proteína GFP, y el
anticuerpo secundario de cabra que está en el pocillo. Después de
una etapa de lavado, en la que se elimina el anticuerpo secundario
no ligado, el anticuerpo ligado es detectado usando un anticuerpo
alcalino marcado con fosfatasa. Se añade sustrato para la enzima y
se mide el desarrollo de color a través de la lectura de la
absorbancia de cada pocillo. A continuación se ajusta la lectura a
una curva patrón para representar las concentraciones de GFP frente
a la absorbancia
Gen informador
synGFP
El fragmento CmpS del promotor CmYLCV (NOV 4217)
da como resultado un nivel de expresión de synGFP que es
significativamente mayor que el nivel de expresión del promotor Ubq3
de Arabidopsis (NOV 4209).
Los resultados se obtienen de la evaluación de
la intensidad de fluorescencia de synGFP mediante microscopia de
callos y brotes primarios de 5 líneas independientes de callos
transformadas establemente con la caja NOV4217 y de 2 líneas
independientes de callos transformadas establemente con la caja
NOV4209.
Los resultados se obtienen de la evaluación de
la intensidad de tinción GUS en 11 líneas independientes de callos
transformados establemente que contienen las cajas promotor
CmpS-informador (líneas de la
NOV4220-1 a la NOV4220-11). Se
evalúan dos líneas de callos transformadas establemente que
contienen el fragmento de promotor CmpC del promotor CmYLCV
(NOV4224-1, NOV4224-2). A modo de
comparación, se evaluaron dos líneas de callos transformados
establemente que contienen el promotor de Ubiquitina de Arabidopsis
(Ubq3) (NOV4208-1, NOV4208-2).
Los embriones inmaduros de A188 o de otros
genotipos de maíz adecuados son extraídos de espigas de
8-12 días de edad e introducidas en líquido 2DG4 +
0.5d (Medio de Duncan modificado para que contenga 20 mg/L de
glucosa y que está suplementado con 10 g/L de manosa) y se cultivan
entre 1 y 2 días.
Se incubaron embriones inmaduros en una
disolución al 12% de sacarosa durante 3-4 horas
antes del bombardeo. Los embriones se disponen en círculos de
8-10 nm sobre una placa.
Se lleva a cabo la transfección mediante
Bombardeo con Partículas de embriones de Maíz en presencia de 5 pg
de ADN de plásmido a aproximadamente 44 bar (650 psi) tal como se ha
descrito (Wright y col., 2001, Plant Cell Reports, En Prensa). En
caso de que no sea válida una referencia "en prensa", se
presentan los detalles destacados de dicho artículo: El fragmento
de ADN se precipita en microportadores de oro (<1 um), tal como
se describe en el Manual de Biolística de DuPont. Los genes se
administran a las células de tejido seleccionadas usando el
dispositivo Biolistics PDS-1000He. Los parámetros
fijados en el dispositivo son los siguientes: 8 mm entre el disco
de rotura y el microportador, 10 mm entre el microportador y la
pantalla de detención y 7 cm entre la pantalla de detención y el
objetivo. Las placas son atacadas dos veces con partículas
recubiertas con ADN usando discos de rotura de 44 bares. Para
reducir el daño a tejidos debido a la onda de choque del chorro de
helio, se coloca una malla de acero inoxidable, con 200 aberturas
por pulgada lineal horizontalmente y verticalmente
(McMaster-Carr, New Brunswick, NJ) entre la pantalla
de detención y el tejido objetivo. Los embriones se cultivan sobre
las placas durante 48 horas a oscuras y a 25ºC. Se preparan
extractos de proteína lisando células en tampón de lisis GUS y se
clarifica mediante
centrifugación.
centrifugación.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la detección de expresión génica GUS se
llevan a cabo ensayos histoquímicos y quimioluminiscentes.
En los ensayos GUS se usan líneas de callos
in vitro de tomate y embriones de maíz. Se sumergen en
disolución de tinción GUS los embriones enteros o pequeños trozos
de callos. La disolución de tinción de GUS contiene glucurónido de
5-bromo-4-cloro-3-indolilo
1 mM (X-Gluc, Duchefa, disolución reserva 20 mM en
DMSO), tampón de fosfato sódico 100 mM pH 7,0, EDTA 10 mM pH 8,0 y
Triton X-100 al 0,1%. Las muestras de tejido se
incuban a 37ºC durante 1-16 horas. Si es necesario,
las muestras se aclaran con varios lavados de EtOH al 70% para
eliminar la clorofila.
Para el análisis cuantitativo de la expresión de
Gus se lleva a cabo el ensayo quimioluminiscente GUS usando el kit
GUS-Light (Tropix. Inc) de acuerdo con las
instrucciones del fabricante. La actividad se mide en un
Luminómetro.
Luminómetro.
Los resultados GUS con las construcciones pCmpS
y pCmpMG (Ejemplo 17) se normalizan a un valor de clon de
comparación (pNOV3612, Ejemplo 19). Los resultados obtenidos a
partir de dos experimentos diferentes muestran que la eliminación
de 8 pb en el promotor CmYLCV (pCmpMG, Ejemplo 17) no afecta
significativamente a los niveles de expresión de los informadores
GUS en comparación con el pCmpS.
\newpage
Actividad GUS a 48 y 72 horas de
la
transfección
\global\parskip0.000000\baselineskip
<110> Syngenta Participations AG
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Promotores del virus de rizado de
hoja amarilla de Cestrum
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> S-31359A
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140>
\vskip0.400000\baselineskip
<141>
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> GB 0007427.8
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2000-03-27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> GB 0010486.9
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2000-04-28
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> EP 01101802.5
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2001-01-26
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> US
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2001-02-28
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 49
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn Ver. 2.2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 670
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA,
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Virus de rizado de hoja amarilla de
Cestrum
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 346
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Virus de rizado de hoja amarilla de
Cestrum
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 400
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA,
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Virus de rizado de hoja amarilla de
Cestrum
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 634
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Virus de rizado de hoja amarilla de
Cestrum
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 32
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Virus de rizado de hoja amarilla de
Cestrum
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipaaaaacataa acaattataa tctgttaaaa ac
\hfill32
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 104
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Virus de rizado de hoja amarilla de
Cestrum
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 18
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgaccacaaac atcagaag
\hfill18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 18
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcaaacttatt gggtaatc
\hfill18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcagggtacca ctaaaatcac c
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 19
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipaggggatccc caattcccc
\hfill19
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipaggggtacca tcgatatgga g
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 19
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipttaggatccg ccctgccac
\hfill19
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 13
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcttctagaca aagtggcaga c
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 14
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<211> 18
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Virus de rizado de hoja amarilla de
Cestrum
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<212> DNA
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<213> Virus de rizado de hoja amarilla de
Cestrum
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: Sitio de clonación múltiple AGLINK
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: Sitio de clonación múltiple BIGLINK
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<211> 7195
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: vector pNOV2804
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<213> Secuencia Artificial
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: vector pNOV3604
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<213> Secuencia Artificial
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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<212> DNA
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<213> Secuencia Artificial
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<220>
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<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: oligonucleótido
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\hskip-.1em\dddseqskipaagtgctcgc taccacgatg g
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<212> DNA
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<213> Artificial
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<220>
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<223> Secuencia artificial: gen GFP
sintético con intrón
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<211> 2001
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
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\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Secuencia Artificial: gen GUS con
intrón
\newpage
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<210> 39
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<211> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
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<220>
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<223> Secuencia artificial: cebador
PCR
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<400> 39
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\hskip-.1em\dddseqskipcgcggattgc tcccttaaca atgagg
\hfill26
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<210> 40
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<211> 1618
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<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Artificial
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<220>
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<223> Secuencia artificial : casete de
expresión CmpS-synGFPI-nos
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<400> 40
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<210> 41
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<211> 2730
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<212> DNA
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<213> Artificial
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<220>
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<223> Secuencia artificial : casete de
expresión CmpS-GIG-nos
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<400> 41
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<211> 1577
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<212> DNA
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<213> Artificial
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<220>
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<223> Secuencia artificial: casete de
expresión CmpC-synGFPI-nos
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<400> 42
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<211> 2725
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<212> DNA
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<213> Artificial
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<220>
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<223> Secuencia artificial : casete de
expresión CmpC-GIG-nos
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<400> 43
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<210> 44
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<211> 9172
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
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<213> Artificial
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<220>
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<223> Secuencia artificial:vector
pNOV2117
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<210> 45
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<211> 8849
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<212> DNA
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<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Secuencia artificial: vector
pNOV4200
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<400> 45
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 46
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 2949
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
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<213> Artificial
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\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Secuencia artificial: casete de
expresión terminal ZmUbi-GFP-35S
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<400> 46
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<210> 47
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<211> 4341
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<212> DNA
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<213> Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Secuencia artificial: casete de
expresión ZmUBi-GIG-nos
\newpage
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<400> 47
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
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<210> 48
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 2943
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<212> DNA
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<213> Artificial
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\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Secuencia artificial: casete de
expresión
Ubq3(At)-synGFPI-nos
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<400> 48
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<210> 49
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<211> 4072
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<212> DNA
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<213> Artificial
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<220>
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<223> Secuencia artificial: casete de
expresión
Ubq3(At)-GIG-nos
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<400> 49
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Claims (28)
1. Secuencia de ADN que comprende
- a)
- una secuencia de nucleótidos seleccionada del grupo que consiste en la SEC ID Nº: 1, SEC ID Nº: 2, SEC ID Nº: 3, SEC ID Nº: 4, SEC ID Nº: 19 y SEC ID Nº: 20, o
- b)
- el complemento de una secuencia de ADN que se hibrida en condiciones severas con una cualquiera de SEC ID Nº: 1, SEC ID Nº: 2, SEC ID Nº: 3 ó SEC ID Nº: 4, en donde dicho complemento actúa como promotor de transcripción de una secuencia de nucleótidos asociada,
- c)
- una secuencia de ADN que comprende una tira consecutiva de al menos 50 nt de la SEC ID Nº: 1, en donde dicha secuencia de ADN actúa como promotor de transcripción de una secuencia de nucleótidos asociada.
2. La secuencia de ADN de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicha secuencia de ADN comprende una
secuencia de nucleótidos seleccionada del grupo que consiste en SEC
ID Nº: 2, SEC ID Nº: 3, SEC ID Nº: 4 y SEC ID Nº: 20 y en donde
dicha secuencia de ADN comprende adicionalmente en su extremo 3' la
secuencia de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº: 5.
3. La secuencia de ADN de acuerdo con la
reivindicación 1 ó con la reivindicación 2, que además comprende en
su extremo 5' la secuencia de nucleótidos mostrada en la SEC ID Nº:
6.
4. Una molécula de ADN recombinante que
comprende una secuencia de ADN de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 ligadas operativamente a una secuencia de
nucleótidos de interés.
5. La molécula de ADN recombinante de la
reivindicación 4, en la que la secuencia de nucleótidos de interés
comprende una secuencia codificadora.
6. La molécula de ADN recombinante de la
reivindicación 5, en la que la secuencia codificadora codifica un
rasgo fenotípico deseable.
7. La molécula de ADN recombinante de la
reivindicación 6, en la que la secuencia codificadora codifica una
proteína que confiere una ventaja selectiva positiva a las células
que han sido transformadas con dicha secuencia codificadora.
8. La molécula de ADN recombinante de la
reivindicación 6 ó 7, en la que la secuencia codificadora codifica
una proteína que confiere una ventaja metabólica a las células que
han sido transformadas con dicha secuencia codificadora que
consiste en ser capaz de metabolizar un compuesto, en donde dicho
compuesto es (i) manosa o xilosa o un derivado o un precursor de
las mismas, o (ii) un sustrato de la proteína, o (iii) es capaz de
ser metabolizado por células transformadas con dicha secuencia
codificadora en dicho sustrato.
9. La molécula de ADN recombinante de la
reivindicación 8, en la que dicha secuencia codificadora codifica
una enzima seleccionada del grupo de xiloisomerasas,
fosfomano-isomerasa,
manosa-6-fosfato isomerasa,
manosa-1-fosfato isomerasa,
fosfomano mutasa, manosa epimerasa, manosa o xilosa fosfatasa,
manosa-6-fosfatasa,
manosa-1-fosfatasa y manosa o
xilosa permeasa.
10. La molécula recombinante de la
reivindicación 9, en la que la secuencia codificadora codifica una
fosfomano isomerasa.
11. El ADN recombinante de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que la región codificadora no es
traducible.
12. El ADN recombinante de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que la región codificadora no traducible
procede de un gen vírico.
13. El ADN recombinante de acuerdo con la
reivindicación 12, en el que el gen vírico deriva de TSWV, en
particular del gen NP de TSWV.
14. La molécula de ADN recombinante de la
reivindicación 5, en la que la secuencia codificadora se encuentra
en orientación antisentido.
15. Un vector de expresión de ADN que comprende
una secuencia de ADN de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, o una molécula de ADN recombinante de una
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 14.
16. Un vector de expresión de ADN de la
reivindicación 15, que comprende una primera secuencia de ADN de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 ligada
operativamente a una secuencia de nucleótidos de interés, y una
segunda secuencia de ADN de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 ligada a una secuencia de nucleótidos de
interés.
17. Un vector de expresión de ADN de acuerdo con
la reivindicación 16, que es capaz de alterar la expresión de un
genoma vírico.
18. El vector de expresión de ADN de acuerdo con
la reivindicación 17, que comprende una primera secuencia de ADN
capaz de expresar en una célula un fragmento de ARN sentido de dicho
genoma vírico o una porción del mismo, y una segunda secuencia de
ADN capaz de expresar en una célula un fragmento de ARN antisentido
de dicho genoma vírico o una porción del mismo, en donde dicho
fragmento de ARN sentido y dicho fragmento de ARN antisentido son
capaces de formar un ARN de cadena doble.
19. El vector de expresión de ADN de acuerdo con
la reivindicación 18, en donde dicho virus se selecciona del grupo
que consiste en tospovirus, potivirus, potexvirus, tobamovirus,
luteovirus, cucumovirus, bromovirus, closteovirus, tombusvirus y
furovirus.
20. El vector de expresión de ADN de la
reivindicación 19, en el que dichas secuencias de ADN comprenden una
secuencia de nucleótidos derivada de un gen de proteína de membrana
vírica, un gen de proteína de nucleocápsida vírica, un gen de
replicasa vírica, o un gen de proteína de movimiento vírica, o
porciones de los mismos.
21. El vector de expresión de ADN de la
reivindicación 20, en el que dicha secuencia de ADN deriva del virus
del marchitamiento y manchado de tomate (TSWV).
22. El vector de expresión de ADN de la
reivindicación 21, en el que dicho ADN deriva de un gen de proteína
de nucleocápsida.
23. Una célula hospedante transformada
establemente con una secuencia de ADN de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, o una molécula de ADN recombinante de
una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 14 o un vector de
expresión de ADN de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
15 a 22.
24. La célula hospedante de la reivindicación
23, en la que dicha célula hospedante es una célula vegetal.
25. Una planta, y la progenie de la misma,
transformada establemente con una secuencia de ADN de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, o una molécula de ADN
recombinante de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 14 o un
vector de expresión de ADN de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 22.
26. La planta de la reivindicación 25, en la que
dicha planta se selecciona del grupo que consiste en maíz, trigo,
sorgo, centeno, avena, hierba, arroz, cebada, soja, algodón, tabaco,
remolacha y colza.
27. El uso de la secuencia de ADN de una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 para expresar una secuencia
de nucleótidos de interés
28. Un método para producir una secuencia de ADN
de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ADN es producido
mediante una reacción en cadena de polimerasa en la que al menos uno
de los oligonucleótidos usados comprende una secuencia de
nucleótidos que representa una tira consecutiva de 15 ó más pares
base de la SEC ID Nº: 1.
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