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ITMI20011364A1 - ROBOZIMA HAMMERHEAD SPECIFIC FOR STEAROYL-ACP DESATURESI OF DIFFERENT OILAGINOUS PLANTS - Google Patents

ROBOZIMA HAMMERHEAD SPECIFIC FOR STEAROYL-ACP DESATURESI OF DIFFERENT OILAGINOUS PLANTS Download PDF

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Publication number
ITMI20011364A1
ITMI20011364A1 IT2001MI001364A ITMI20011364A ITMI20011364A1 IT MI20011364 A1 ITMI20011364 A1 IT MI20011364A1 IT 2001MI001364 A IT2001MI001364 A IT 2001MI001364A IT MI20011364 A ITMI20011364 A IT MI20011364A IT MI20011364 A1 ITMI20011364 A1 IT MI20011364A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
ribozyme
stearoyl
plants
seq
line
Prior art date
Application number
IT2001MI001364A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Francesco Cellini
Ambrosio Caterina D
Adriana Lucia Stigliani
Ivana Marino
Leonarda Salfi
Original Assignee
Metapontum Agrobios S C R L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metapontum Agrobios S C R L filed Critical Metapontum Agrobios S C R L
Priority to IT2001MI001364A priority Critical patent/ITMI20011364A1/en
Publication of ITMI20011364A0 publication Critical patent/ITMI20011364A0/en
Priority to PCT/EP2002/006585 priority patent/WO2003002727A2/en
Priority to AU2002345041A priority patent/AU2002345041A1/en
Publication of ITMI20011364A1 publication Critical patent/ITMI20011364A1/en

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0071Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
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    • C12N15/8243Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
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Description

"Ribozima Hammerhead specifico per la Stearoyl-ACP desaturasi di piante oleaginose differenti" "Hammerhead ribozyme specific for the Stearoyl-ACP desaturase of different oil plants"

Descrizione Description

La presente invenzione riguarda un ribozima Hammerhead capace di modulare l'espressione del gene che codifica per l'enzima stearoyl-ACP desaturasi (anche detta Δ9 desaturasi) di piante oleaginose differenti, un vettore contenente la sequenza che codifica per detto ribozima ed il suo impiego per la produzione di piante transgeniche con un contenuto di acido stearico migliorato. The present invention relates to a Hammerhead ribozyme capable of modulating the expression of the gene that codes for the stearoyl-ACP desaturase enzyme (also called Δ9 desaturase) of different oil plants, a vector containing the sequence that codes for said ribozyme and its use for the production of transgenic plants with an improved stearic acid content.

In natura i lipidi sono costituiti da acidi grassi saturi, quali il paimitico e lo stearico, e da acidi grassi mono e poli-insaturi, quali l'oleico, il linoleico e il linolenico. La loro caratterizzazione è legata alla percentuale con cui ognuno di questi acidi grassi è presente. In nature, lipids consist of saturated fatty acids, such as paimitic and stearic, and mono and polyunsaturated fatty acids, such as oleic, linoleic and linolenic. Their characterization is linked to the percentage with which each of these fatty acids is present.

Generalmente i lipidi solidi a temperatura ambiente vengono detti grassi e sono caratterizzati da un'elevata percentuale di acidi grassi saturi. Generally, solid lipids at room temperature are called fats and are characterized by a high percentage of saturated fatty acids.

Detti acidi sono costituiti da molecole lineari che tendono a formare una struttura "impilata" responsabile del loro elevato punto di fusione. La ridotta presenza di doppi legami conferisce, inoltre, a questi acidi una maggiore resistenza alle alte temperature ed ai processi fotoossidativi . I grassi animali sono la principale fonte naturale di acidi grassi saturi. Said acids are made up of linear molecules which tend to form a "stacked" structure responsible for their high melting point. The reduced presence of double bonds also gives these acids greater resistance to high temperatures and photooxidative processes. Animal fats are the main natural source of saturated fatty acids.

I lipidi con un'elevata percentuale di acidi grassi mono- e poli-insaturi sono, invece, caratterizzati da un più basso punto di fusione direttamente correlato con il grado d'insaturazione degli acidi grassi che lo compongono. Sono liquidi a temperatura ambiente e vengono comunemente detti oli. La principale fonte naturale di acidi grassi mono- e poli-insaturi è costituita dagli oli vegetali . Lipids with a high percentage of mono- and poly-unsaturated fatty acids, on the other hand, are characterized by a lower melting point directly correlated with the degree of unsaturation of the fatty acids that compose them. They are liquid at room temperature and are commonly referred to as oils. The main natural source of mono- and polyunsaturated fatty acids is vegetable oils.

Sia i grassi che gli oli risultano importanti per l'industria di trasformazione, anche se la loro destinazione d'uso è differente perché legata alle diverse caratteristiche chimico-fisiche sopra descritte. Both fats and oils are important for the processing industry, even if their intended use is different because it is linked to the different chemical-physical characteristics described above.

Più precisamente, l'impiego di grassi è particolarmente richiesto nell'industria dolciaria ed in tutti quei processi di preparazione alimentare che sottopongono il grasso ad alte temperature. More precisely, the use of fats is particularly required in the confectionery industry and in all those food preparation processes that subject the fat to high temperatures.

Gli oli vengono utilizzati principalmente nell'alimentazione e, quelli con un elevato contenuto di acidi grassi poli-insaturi, soprattutto, nelle industrie di cosmetici, saponi, detergenti, lubrificanti, vernici, plastiche, etc. Oils are mainly used in food and, those with a high content of polyunsaturated fatty acids, above all, in the industries of cosmetics, soaps, detergents, lubricants, paints, plastics, etc.

Nel corso degli anni, i grassi derivati dagli animali sono stati gradualmente sostituiti dagli oli vegetali in quanto questi ultimi non contengono colesterolo che è, invece, presente nelle membrane delle cellule animali. Over the years, animal-derived fats have been gradually replaced by vegetable oils as the latter do not contain cholesterol which is instead present in the membranes of animal cells.

Attualmente gli oli di origine vegetale costituiscono circa l'85% della produzione degli oli e dei grassi alimentari e rappresentano un elemento essenziale nell'alimentazione umana in quanto forniscono fino al 25% dell'apporto calorico (Broun P. et al., 1999, Genetic engineering of plant lipids. Annu. Rev. Nutr. 19:197-216). Currently, oils of vegetable origin make up about 85% of the production of edible oils and fats and represent an essential element in human nutrition as they provide up to 25% of the caloric intake (Broun P. et al., 1999, Genetic engineering of plant lipids. Annu. Rev. Nutr. 19: 197-216).

Poiché questi oli sono ricchi di acidi grassi poliinsaturi, è stato necessario sottoporli ad un processo di idrogenazione catalitica per ridurre i doppi legami. Since these oils are rich in polyunsaturated fatty acids, it was necessary to subject them to a process of catalytic hydrogenation to reduce the double bonds.

Tale processo consente di aumentare il punto di fusione dell'olio e di conferire un migliore aroma ed una maggiore resistenza alle reazioni ossidative, cui sono suscettibili gli acidi grassi insaturi e particolarmente l'acido linolenico. This process allows to increase the melting point of the oil and to confer a better aroma and greater resistance to oxidative reactions, to which unsaturated fatty acids and particularly linolenic acid are susceptible.

L'olio così modificato viene utilizzato per la produzione di margarine che vengono spesso impiegate come surrogati del burro nell'industria dolciaria ed alimentare. The modified oil is used for the production of margarines which are often used as substitutes for butter in the confectionery and food industry.

Tuttavia, il processo di idrogenazione catalitica, oltre ad incidere economicamente, provoca la formazione di trans -isomeri degli acidi grassi che, ingeriti, determinano un aumento del livello di colesterolo nel sangue. However, the catalytic hydrogenation process, in addition to having an economic impact, causes the formation of trans-isomers of fatty acids which, when ingested, cause an increase in the level of cholesterol in the blood.

Tale processo alcune volte risulta insufficiente e diventa necessaria anche l'aggiunta di altri oli ad elevato contenuto di acidi grassi saturi, come l'olio di palma, ed altre sostanze chimiche aventi la funzione di prevenire la formazione di cristalli a basse temperature. This process is sometimes insufficient and it also becomes necessary to add other oils with a high content of saturated fatty acids, such as palm oil, and other chemical substances with the function of preventing the formation of crystals at low temperatures.

Per superare tali inconvenienti sono stati proposti nuovi approcci di ingegneria genetica per modificare la composizione degli oli vegetali in modo da ottimizzarli rispetto ai fabbisogni della dieta umana. To overcome these drawbacks, new genetic engineering approaches have been proposed to modify the composition of vegetable oils in order to optimize them with respect to the needs of the human diet.

Tali sistemi si basano sull'inibizione, parziale o totale, dell'espressione dei geni che codificano per le desaturasi coinvolte nella via metabolica degli acidi grassi attraverso la tecnica dell'antisenso (U.S. Pat. No. These systems are based on the partial or total inhibition of the expression of the genes that code for the desaturases involved in the metabolic pathway of fatty acids through the antisense technique (U.S. Pat. No.

5,850,026), della cosoppressione (Knutzon DS., et al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 1992, 89:2624-28), oppure dell'impiego di ribozimi multimerici (Merlo A.O., et al., The Plant Celi., 1998, 10:603-21). 5,850,026), co-oppression (Knutzon DS., Et al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 1992, 89: 2624-28), or the use of multimeric ribozymes (Merlo A.O., et al., The Plant Cell., 1998, 10: 603-21).

Per quanto riguarda le strategie di inibizione sopra citate, l'uso dei ribozimi presenta dei vantaggi dovuti al loro meccanismo catalitico che richiede poche molecole per poter essere efficace. As for the inhibition strategies mentioned above, the use of ribozymes has advantages due to their catalytic mechanism which requires few molecules to be effective.

Infatti, la modulazione dell'espressione di un gene endogeno, nel caso della strategia antisenso o della cosoppressione, necessita di un'interazione di tipo stechiometrico tra transgene e la sequenza bersaglio (target). In fact, the modulation of the expression of an endogenous gene, in the case of the antisense strategy or cosoppression, requires a stoichiometric interaction between the transgene and the target sequence.

Questa condizione non è più necessaria nel caso in cui vengano impiegati i ribozimi, in quanto un RNA catalitico è teoricamente capace di tagliare più molecole dell'RNA target. L'utilizzazione dei ribozimi come transgeni, inoltre, riduce la probabilità d'insorgenza di fenomeni di soppressione spesso associati alla trasformazione con costrutti senso o antisenso. Ciò è probabilmente dovuto alla ridotta dimensione del transgene ed alla minore omologia di sequenza con geni endogeni. This condition is no longer necessary if ribozymes are used, as a catalytic RNA is theoretically capable of cutting more molecules than the target RNA. Furthermore, the use of ribozymes as transgenes reduces the probability of the occurrence of suppression phenomena often associated with transformation with sense or antisense constructs. This is probably due to the small size of the transgene and the lower sequence homology with endogenous genes.

I ribozimi sono RNA circolari in grado di catalizzare la propria frammentazione in assenza di proteine ed in corrispondenza di particolari sequenze nucleotidiche. Ribozymes are circular RNAs able to catalyze their own fragmentation in the absence of proteins and in correspondence with particular nucleotide sequences.

In particolare, i ribozimi Hammerhead (Haseloff et al., U.S. Patent N°6,127,114) rappresentano una specifica classe di ribozimi e presentano la struttura del dominio catalitico caratterizzata dalla presenza di 3 eliche (I, II, III) di lunghezza variabile (Figura 1). In particular, the Hammerhead ribozymes (Haseloff et al., U.S. Patent N ° 6,127,114) represent a specific class of ribozymes and have the structure of the catalytic domain characterized by the presence of 3 helices (I, II, III) of variable length (Figure 1 ).

Tali ribozimi consistono di: Such ribozymes consist of:

- una sequenza di 22 nucleotidi che costituisce il dominio catalitico; e - a sequence of 22 nucleotides which constitutes the catalytic domain; And

- due regioni fiancheggianti tale dominio catalitico che sono complementari all'RNA target. Tali sequenze consentono l'allineamento dell'RNA target con il dominio catalitico e conferiscono specificità alla reazione. - two regions flanking this catalytic domain which are complementary to the target RNA. These sequences allow the alignment of the target RNA with the catalytic domain and confer specificity to the reaction.

Tutti i ribozimi fino ad ora progettati sono caratterizzati dall'avere un'elevata specificità nei confronti dell'RNA bersaglio. Tale specificità è conferita al ribozima dalla perfetta complementarietà delle due eliche fiancheg-gianti il dominio catalitico con l'RNA target. All the ribozymes so far designed are characterized by having a high specificity towards the target RNA. This specificity is conferred to the ribozyme by the perfect complementarity of the two helices flanking the catalytic domain with the target RNA.

E' stato ora trovato che, utilizzando un unico ribozima di tipo Hammerhead opportunamente disegnato, è possibile modulare l'espressione del gene che codifica per l'enzima stearoyl-ACP desaturasi di piante oleaginose differenti . It has now been found that, by using a single, appropriately designed Hammerhead-type ribozyme, it is possible to modulate the expression of the gene encoding the stearoyl-ACP desaturase enzyme of different oil plants.

In accordo con ciò costituisce uno scopo della presente invenzione un ribozima Hammerhead capace di modulare l'espressione del gene che codifica per l'enzima stearoyl-ACP desaturasi di piante oleaginose differenti caratterizzato dal fatto di avere le due regioni fiancheggianti il sito catalitico non perfettamente complementari con nessuna delle sequenze bersaglio. Accordingly, an object of the present invention is a Hammerhead ribozyme capable of modulating the expression of the gene encoding the stearoyl-ACP desaturase enzyme of different oil plants characterized by the fact that the two regions flanking the catalytic site are not perfectly complementary. with none of the target sequences.

Costituisce un ulteriore scopo della presente invenzione una sequenza di DNA che codifica per detto ribozima. A further object of the present invention is a DNA sequence which codes for said ribozyme.

Costituisce inoltre uno scopo della presente invenzione un vettore ad espressione in piante contenente la sequenza di DNA che codifica per detto ribozima. An object of the present invention also constitutes an expression vector in plants containing the DNA sequence which codes for said ribozyme.

Costituisce ancora uno scopo della presente invenzione un metodo per incrementare il contenuto di acido stearico in differenti piante oleaginose che utilizza detto ribozima . Another object of the present invention is a method for increasing the stearic acid content in different oil plants which uses said ribozyme.

Costituiscono inoltre uno scopo della presente invenzione piante transgeniche trasformate con detto ribozima. Furthermore, an aim of the present invention is transgenic plants transformed with said ribozyme.

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

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Figura 1: si riporta la struttura secondaria di un ribozima di tipo Hammerhead. Figure 1: the secondary structure of a Hammerhead-type ribozyme is reported.

La scatola centrale racchiude il dominio catalitico del ribozima (elica II); le due scatole laterali costituiscono, procedendo da sinistra verso destra, l'elica III e l'elica I del ribozima. Le X indicano i nucleotidi della sequenza target che si appaiano con le due eliche I e III del ribozima. La Y presente sulla sequenza target può essere una G o una A a seconda della sequenza target su cui è stato disegnato il ribozima (vedi Figura 2). Questa base nucleotidica associata alla U ed alla C costituisce la tripletta di cleavage indicata in grassetto. The central box contains the catalytic domain of the ribozyme (helix II); the two lateral boxes constitute, proceeding from left to right, the helix III and the helix I of the ribozyme. The Xs indicate the nucleotides of the target sequence that pair up with the two helices I and III of the ribozyme. The Y present on the target sequence can be a G or an A depending on the target sequence on which the ribozyme has been drawn (see Figure 2). This nucleotide base associated with U and C constitutes the cleavage triplet indicated in bold.

Figura 2 : Si riporta un confronto tra la sequenza target definita nella presente invenzione e le sequenze target di alcune piante oleaginose. Figure 2: A comparison is reported between the target sequence defined in the present invention and the target sequences of some oil plants.

Le ATC centrali in grassetto e sottolineate rappresentano la tripletta di cleavage; le basi in grassetto, indicate nelle sequenze delle diverse specie, sono le basi differenti dalla sequenza target. The central ATCs in bold and underlined represent the cleavage triplet; the bases in bold, indicated in the sequences of the different species, are the bases different from the target sequence.

Figura 3: Figure 3:

Si riporta la foto del gel relativo al saggio catalitico sul trascritto delle stearoyl-ACP desaturasi di alcune specie. The photo of the gel relating to the catalytic assay is shown on the transcript of the stearoyl-ACP desaturase of some species.

Linea 1: Lino; Linea 2: Lino ribozima; Linea 3: Colza; Linea 4: Colza ribozima; Linea 5: Sad 6 (Girasole); Linea 6: Sad 6 (Girasole); ribozima; Linea 7: Sad 17 (Girasole); Linea 8: Sad 17 (Girasole) ribozima; Linea 9:Olivo; Linea 10: Olivo ribozima; Linea 11: Ricino; Linea 12: Ricino ribozima. Line 1: Linen; Line 2: Linen ribozyme; Line 3: Rapeseed; Line 4: Rapeseed ribozyme; Line 5: Sad 6 (Girasole); Line 6: Sad 6 (Girasole); ribozyme; Line 7: Sad 17 (Girasole); Line 8: Sad 17 (Girasole) ribozyme; Line 9: Olivo; Line 10: Olivo ribozyme; Line 11: Castor; Line 12: Castor ribozyme.

Nelle Linee 1, 3, 5, 7, 9 e 11 compare un'unica banda che è quella relativa al trascritto marcato del gene; mentre nelle Linee 2, 4, 6, 8, 10 e 12 sono evidenti le due bande prodotte dal taglio del gene target ad opera del ribozima . In Lines 1, 3, 5, 7, 9 and 11 a single band appears which is that relating to the labeled transcript of the gene; while in Lines 2, 4, 6, 8, 10 and 12 the two bands produced by the cut of the target gene by the ribozyme are evident.

Figura 4: Figure 4:

Si riporta la foto del gel relativo al saggio catalitico sul trascritto delle stearoyl-ACP desaturasi di alcune specie. The photo of the gel relating to the catalytic assay is shown on the transcript of the stearoyl-ACP desaturase of some species.

Linea 1: Sad 17 (Girasole) ribozima; Linea 2: Sad 17 (Girasole); Linea 3: Sad 6 (Girasole) ribozima; Linea 4: Sad 6 (Girasole); Linea 5: Colza ribozima; Linea 6: Colza; Linea 7: Lino ribozima; Linea 8: Lino. Line 1: Sad 17 (Girasole) ribozyme; Line 2: Sad 17 (Sunflower); Line 3: Sad 6 (Sunflower) ribozyme; Line 4: Sad 6 (Girasole); Line 5: Rapeseed ribozyme; Line 6: Rapeseed; Line 7: Linen ribozyme; Line 8: Linen.

Figura 5 : Figure 5:

Si riporta la foto del gel relativo al saggio catalitico sul trascritto delle stearoyl-ACP desaturasi di alcune specie. The photo of the gel relating to the catalytic assay is shown on the transcript of the stearoyl-ACP desaturase of some species.

Linea 1: Olivo ribozima; Linea 2: Olivo; Linea 3: Ricino ribozima; Linea 4: Ricino; Linea 5: Colza ribozima; Linea 6: Colza; Linea 7: Lino ribozima; Linea 8: Lino; Linea 9: Sad 17 (Girasole) ribozima; Linea 10: Sad 17 (Girasole) ; Line 1: Olivo ribozyme; Line 2: Olivo; Line 3: Castor ribozyme; Line 4: Castor; Line 5: Rapeseed ribozyme; Line 6: Rapeseed; Line 7: Linen ribozyme; Line 8: Linen; Line 9: Sad 17 (Girasole) ribozyme; Line 10: Sad 17 (Girasole);

Descrizione dettaliata dell'invenzione Detailed description of the invention

Nei semi delle piante oleaginose, la sintesi degli acidi grassi sembra che avvenga nei plastidi e successivamente tali acidi vengano trasportati nel reticolo endoplasmatico, dove sono impiegati per la formazione dei trigliceridi . In the seeds of oil plants, the synthesis of fatty acids appears to occur in the plastids and subsequently these acids are transported to the endoplasmic reticulum, where they are used for the formation of triglycerides.

Il primo prodotto nel processo di sintesi di tali acidi è il palmitato (16:0), la cui catena di atomi di carbonio viene allungata a stearato (18:0) su cui agisce, quando è ancora all'interno del plastidio, la stearoyl-ACP desaturasi (comunemente detta Δ9 desaturasi). The first product in the synthesis process of these acids is palmitate (16: 0), whose chain of carbon atoms is lengthened to stearate (18: 0) on which stearoyl acts, when still inside the plastid. -ACP desaturase (commonly called Δ9 desaturase).

Questo enzima aggiunge un doppio legame cis nella posizione 9/10 della catena, convertendo la stearoyl-ACP in oleoyl-ACP (stearato in oleato). This enzyme adds a cis double bond at the 9/10 position of the chain, converting stearoyl-ACP to oleoyl-ACP (stearate to oleate).

Allo scopo di costruire un ribozima in grado di interagire con una più ampia gamma di RNA target aventi tra di loro una regione ad alta omologia, sono state prese in considerazione le sequenze delle Δ9 desaturasi del Linum usitatissimum, Brassica napus, Ricinus communis, Helianthus annuus, Carthamus tinctorius, Simmondsia chinensis, Olea europaea e Sesamum indicum. In order to construct a ribozyme capable of interacting with a wider range of target RNAs having a region of high homology between them, the sequences of the Δ9 desaturases of Linum usitatissimum, Brassica napus, Ricinus communis, Helianthus annuus were considered. , Carthamus tinctorius, Simmondsia chinensis, Olea europaea and Sesamum indicum.

Le stearoyl-ACP desaturasi di tali piante sono state allineate e confrontate ed è stato individuato un sito di cleavage (ATC) in una regione altamente conservata. The stearoyl-ACP desaturases of these plants were aligned and compared and a cleavage site (ATC) was identified in a highly conserved region.

Si è proceduto, quindi, alla definizione della "sequenza target" che non è uguale a nessuna delle desaturasi riportate (figura 2). Con il termine "sequenza target" si definisce la sequenza su cui vengono disegnate le eliche I e III che fiancheggiano il dominio catalitico del ribozima e che sono complementari alla sequenza target stessa. We then proceeded to define the "target sequence" which is not equal to any of the desaturases reported (Figure 2). The term "target sequence" defines the sequence on which helices I and III flanking the catalytic domain of the ribozyme and which are complementary to the target sequence itself are drawn.

Le regioni fiancheggianti la tripletta di cleavage non sono perfettamente complementari con nessuno degli RNA bersaglio e le X possono essere sostituite da uno qualsiasi dei quattro nucleotidi. E' proprio questa caratteristica che consente al ribozima di esplicare la sua azione catalitica su un maggior numero di RNA. The regions flanking the cleavage triplet are not perfectly complementary with any of the target RNAs and the Xs can be replaced by any of the four nucleotides. It is precisely this characteristic that allows the ribozyme to exert its catalytic action on a greater number of RNA.

A scopo esemplificativo è stata definita una sequenza bersaglio su cui sono state sintetizzate le eliche I e III che fiancheggiano il dominio catalitico del ribozima Luna 9. Più precisamente le differenze tra l'elica I del ribozima e la sequenza del gene bersaglio sono: 0 per il Linum usitatissimum, 1 per Brassica napus e Olea europaea, 2 per Helianthus annuus, Ricinus communis e Simmondsia chinensis, 3 per Carthamus tinctorius e Sesamum indicum. For example, a target sequence has been defined on which helices I and III flanking the catalytic domain of the Luna 9 ribozyme have been synthesized. More precisely, the differences between the helix I of the ribozyme and the sequence of the target gene are: 0 for Linum usitatissimum, 1 for Brassica napus and Olea europaea, 2 for Helianthus annuus, Ricinus communis and Simmondsia chinensis, 3 for Carthamus tinctorius and Sesamum indicum.

Le differenze tra l'elica III e la sequenza del gene bersaglio sono: 1 per Linum usitatissimum e Brassica napus, 2 basi per Carthamus tinctorius, Helianthus annuus Ricinus communis e Simmondsia chinensis e 3 basi per Olea europea e Sesamum indicum. The differences between helix III and the target gene sequence are: 1 for Linum usitatissimum and Brassica napus, 2 bases for Carthamus tinctorius, Helianthus annuus Ricinus communis and Simmondsia chinensis, and 3 bases for Olea europea and Sesamum indicum.

Quindi sulla base della sequenza così individuata sono stati sintetizzati gli oligonucleotidi complementari alle eliche I e III che, dopo appaiamento sono stati clonati in un vettore per la trascrizione in vitro. Then, on the basis of the sequence thus identified, the oligonucleotides complementary to helices I and III were synthesized which, after pairing, were cloned into a vector for in vitro transcription.

Il clonaggio è stato effettuato seguendo le procedure standard (Sambrook J. et al. (1989) Molecular cloning, A laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York). Dopo ogni subclonaggio il DNA codificante per il ribozima è stato sequenziato per verificare che non ci fossero mutazioni puntiformi. Cloning was performed following standard procedures (Sambrook J. et al. (1989) Molecular cloning, A laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York). After each subcloning, the DNA encoding the ribozyme was sequenced to verify that there were no point mutations.

Il ribozima trascritto è stato impiegato nei saggi catalitici ( "cleavage") in vitro per determinare l'efficienza di taglio sulle stearoyl-acyl-carrier protein desaturase provenienti da varie specie (lino, colza, ricino, girasole, olivo). The transcribed ribozyme was used in catalytic assays ("cleavage") in vitro to determine the shear efficiency on stearoyl-acyl-carrier protein desaturase from various species (flax, rapeseed, castor, sunflower, olive).

La sequenza codificante il ribozima può essere posta sotto il controllo di regioni regolatrici che ne consentono l'espressione in cellule eucariotiche. The sequence encoding the ribozyme can be placed under the control of regulatory regions that allow its expression in eukaryotic cells.

Esempi di tali regioni regolatrici includono promotori di tipo costitutivo o di origine virale (CaMV 35S, TMV) od i cosiddetti "housekeeping genes" (ubiquitina, actina, tubulina) associati alla loro sequenza di terminazione o ad una eterologa. Examples of such regulatory regions include promoters of constitutive type or of viral origin (CaMV 35S, TMV) or the so-called "housekeeping genes" (ubiquitin, actin, tubulin) associated with their termination sequence or with a heterologous one.

Tali regioni includono, inoltre, promotori tessuto specifici, quali ad esempio quelli dei geni coinvolti nella biosintesi degli acidi grassi (ACPs, acyltransferasi, desaturasi, lipid transfer protein genes) oppure quelli dei geni delle proteine di riserva dei semi (zeina, napina, cruciferina, conglicina) associati con la propria sequenza di terminazione o con una differente. These regions also include specific tissue promoters, such as those of the genes involved in the biosynthesis of fatty acids (ACPs, acyltransferase, desaturase, lipid transfer protein genes) or those of the seed reserve protein genes (zein, napin, cruciferin , conglicina) associated with its own termination sequence or with a different one.

Possono inoltre essere utilizzati promotori inducibili associati alle proprie sequenze di terminazione. In addition, inducible promoters associated with their own termination sequences can be used.

Infine la cassetta d'espressione per pianta, descritta sopra, può essere trasferita in un vettore che contiene anche un gene marker per la selezione di cellule vegetali trasformate (ad esempio geni per la resistenza ad igromicina, kanamicina, metotrexate, fosfinotricina). Finally, the plant expression cassette, described above, can be transferred to a vector that also contains a marker gene for the selection of transformed plant cells (e.g. genes for resistance to hygromycin, kanamycin, methotrexate, phosphinothricin).

Il marker per la selezione è sotto il controllo di un promotore costitutivo. Il vettore è costruito in modo tale che sia il transgene che il gene marker vengano trasferiti entrambi nel genoma della pianta. The marker for selection is under the control of a constitutive promoter. The vector is constructed in such a way that both the transgene and the marker gene are both transferred into the plant genome.

Il tessuto vegetale impiegato nella trasformazione può essere ottenuto da qualsiasi pianta oleaginosa. The plant tissue used in the transformation can be obtained from any oil plant.

Tali piante possono essere, ad esempio del genere Brassica, Helianthus, Carthamus, Sesamum, Glycine, Arachis, Gossypium, Ricinus, Linum, Cuphea, Euphorbia, Limnanthes, Crambe, Lesquerella, Vernonia, Simmondsia, Olea, Papaver, Elaeis, Cocos e Zea. Such plants can be, for example, of the genus Brassica, Helianthus, Carthamus, Sesamum, Glycine, Arachis, Gossypium, Ricinus, Linum, Cuphea, Euphorbia, Limnanthes, Crambe, Lesquerella, Vernonia, Simmondsia, Olea, Papaver, Elaeis, Cocos and Zea .

Esempi di tessuti idonei alla trasformazione includono foglie, ipocotili, cotiledoni, steli, calli, singole cellule e protoplasti. Examples of tissues suitable for transformation include leaves, hypocotyls, cotyledons, stems, calluses, single cells and protoplasts.

Le tecniche di trasformazione impiegabili sono quelle ben note dalla letteratura sulla trasformazione di piante ed includono la trasformazione mediata da Agrobatterio, l 'elettroporazione, il polyethylene glicole (PEG) e l'impiego del Particle Gun. Tutti questi sistemi consentono l 'inserimento nel genoma della pianta del transgene e del marker di selezione. The transformation techniques that can be used are those well known from the literature on plant transformation and include the transformation mediated by Agrobacterium, electroporation, polyethylene glycol (PEG) and the use of the Particle Gun. All these systems allow the insertion of the transgene and the selection marker into the plant genome.

I calli trasformati possono essere selezionati facendoli sviluppare su substrato selettivo, quale ad esempio un mezzo che contiene la sostanza chimica tossica il cui gene di resistenza è stato trasferito nella pianta come gene marker. The transformed calluses can be selected by having them develop on a selective substrate, such as a medium that contains the toxic chemical whose resistance gene has been transferred to the plant as a marker gene.

Dalle piante rigenerate vengono prelevati campioni di tessuti su cui vengono effettuate analisi molecolari (Southern o PCR) per determinare i cloni nei quali il transgene si è integrato nel genoma. Tissue samples are taken from regenerated plants for molecular analyzes (Southern or PCR) to determine the clones in which the transgene has integrated into the genome.

Le piante positive per il transgene possono essere portate a seme ed i semi sono analizzati per la determinazione della composizione in acidi grassi dell'olio estratto. Le caratteristiche di nuovi acidi grassi vengono determinate confrontando la composizione dei semi transgenici con quelli delle piante parentali. Plants positive for the transgene can be brought to seed and the seeds are analyzed for the determination of the fatty acid composition of the extracted oil. The characteristics of new fatty acids are determined by comparing the composition of the transgenic seeds with those of the parent plants.

I genotipi i cui semi hanno mostrato un'alterata composizione degli acidi grassi rispetto al wild type vengono moltiplicati e sottoposti allo studio della stabilità del carattere e dell'ereditarietà attraverso appropriati incroci. Le caratteristiche conferite dal ribozima possono essere trasferite in varietà agronomicamente valide attraverso l'incrocio tradizionale. The genotypes whose seeds showed an altered composition of fatty acids compared to the wild type are multiplied and subjected to the study of the stability of the character and heredity through appropriate crosses. The characteristics conferred by ribozyme can be transferred into agronomically valid varieties through traditional crossbreeding.

Gli esempi seguenti sono riportati per una migliore comprensione dell'invenzione e non devono considerarsi limitanti della stessa. The following examples are given for a better understanding of the invention and should not be considered as limiting thereof.

Esempio 1 Example 1

Le sequenze delle stearoyl-ACP desaturasi prese in considerazione sono quelle del Linum usitatissimum, Brassica napus, Ricinus communis, Helianthus annuus, Carthamus tinctorius, Simmondsia chinensis, Olea europaea e Sesamum indicum. The sequences of the stearoyl-ACP desaturases taken into consideration are those of Linum usitatissimum, Brassica napus, Ricinus communis, Helianthus annuus, Carthamus tinctorius, Simmondsia chinensis, Olea europaea and Sesamum indicum.

Con il software di allineamento multiplo ClustalWR, sono state confrontate le stearoyl-ACP Δ9 desaturasi ed è stato individuato un sito di cleavage (ATC) in una regione altamente conservata. With ClustalWR multiple alignment software, stearoyl-ACP Δ9 desaturases were compared and a cleavage site (ATC) was identified in a highly conserved region.

Si è proceduto, quindi, a definire la sequenza target che non è uguale a nessuna delle desaturasi riportate. Sulla base di tale sequenza sono state quindi determinate le sequenze delle due eliche (I e III) che fiancheggiano il dominio catalitico del ribozima e che sono complementari alla sequenza target (Figura 2). We then proceeded to define the target sequence which is not equal to any of the desaturases reported. On the basis of this sequence, the sequences of the two helices (I and III) which flank the catalytic domain of the ribozyme and which are complementary to the target sequence were then determined (Figure 2).

Più precisamente le differenze tra l'elica I del ribozima (SEQ.ID N°2) e la sequenza del gene bersaglio sono: 0 per il Linum usitatissimum, 1 per Brassica napus e Olea europaea, 2 per Helianthus annuus, Ricinus communis e Simmondsia chinensis, e 3 per Carthamus tinctorius e Sesamum indicum. More precisely, the differences between helix I of ribozyme (SEQ.ID N ° 2) and the sequence of the target gene are: 0 for Linum usitatissimum, 1 for Brassica napus and Olea europaea, 2 for Helianthus annuus, Ricinus communis and Simmondsia chinensis, and 3 for Carthamus tinctorius and Sesamum indicum.

L'elica III presenta la differenza di 1 base per Linum usitatissimum e Brassica napus, 2 basi per Carthamus tinctorius, Helianthus annuus, Ricinus communis e Simmondsia chinensis e 3 basi per Olea europaea e Sesamum indicum. Helix III presents the difference of 1 base for Linum usitatissimum and Brassica napus, 2 bases for Carthamus tinctorius, Helianthus annuus, Ricinus communis and Simmondsia chinensis and 3 bases for Olea europaea and Sesamum indicum.

La lunghezza del ribozima, denominato Luna9, è di 48 bp (SEQ.ID N°2) cui vanno aggiunte, ad entrambe le estremità, i siti di restrizione BamHI per il successivo clonaggio in pGEM3Zf (Promega). La lunghezza delle eliche I e III è di 12 basi. The length of the ribozyme, called Luna9, is 48 bp (SEQ.ID N ° 2) to which the BamHI restriction sites must be added at both ends for subsequent cloning into pGEM3Zf (Promega). The length of helixes I and III is 12 bases.

Le due eliche di DNA complementari sono state sintetizzate come oligonucleotidi dalla Roche Diagnostics SpA. The two complementary DNA strands were synthesized as oligonucleotides by Roche Diagnostics SpA.

I due oligonucleotidi (10 μg) sono stati appaiati in un 60 μl di tampone avente la seguente composizione: 10 mM TrisHCl pH 7.4, 100 mM NaCl, 0,25 mM EDTA, pH 8. The two oligonucleotides (10 μg) were paired in a 60 μl buffer having the following composition: 10 mM TrisHCl pH 7.4, 100 mM NaCl, 0.25 mM EDTA, pH 8.

La soluzione è stata mantenuta a 68°C per 5 minuti e quindi lasciata raffreddare lentamente. I due oligonucleotidi così appaiati sono stati precipitati con 2 volumi di etanolo al 100 % e 1/10 di sodioacetato 3M pH 5.3, risospesi in 20 μΐ di acqua e successivamente ne sono stati digeriti 5 μg con BamHI. The solution was kept at 68 ° C for 5 minutes and then allowed to slowly cool. The two oligonucleotides thus paired were precipitated with 2 volumes of 100% ethanol and 1/10 of 3M pH 5.3 sodium acetate, resuspended in 20 μΐ of water and subsequently digested 5 μg with BamHI.

Il prodotto della digestione, dopo essere stato caricato su gel d'agarosio al 2% è stato purificato da gel con il kit GeneCleanTM (BIO 101 Ine, USA). The digestion product, after being loaded on 2% agarose gel, was purified from gel with the GeneCleanTM kit (BIO 101 Ine, USA).

Circa 10 ng del DNA così isolato sono stati ligati a 50 ng di plasmide pGem3Zf (Promega) previamente digerito con l'enzima BamHI in 10 μl di miscela di reazione, in presenza di 2 unità di T4 DNA ligasi, a 16°C per una notte. About 10 ng of the DNA thus isolated were ligated to 50 ng of plasmid pGem3Zf (Promega) previously digested with the BamHI enzyme in 10 μl of the reaction mixture, in the presence of 2 units of T4 DNA ligase, at 16 ° C for a night.

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

Il DNA plasmidico estratto da 5 cloni positivi è stato sottoposto ad analisi di sequenza per verificare la corrispondenza nucleotidica con il ribozima indicato nella Seq.ID N.2. The plasmid DNA extracted from 5 positive clones was subjected to sequence analysis to verify the nucleotide correspondence with the ribozyme indicated in Seq.ID N.2.

Le reazioni e le analisi di sequenza sono state condotte utilizzando il "Dye Terminator Cycle Sequencing Kit" secondo le istruzioni del produttore PEBiosystems impiegando il sequenziatore automatico "373 DNA Sequencer della Applied Biosystems. Reactions and sequence analyzes were conducted using the "Dye Terminator Cycle Sequencing Kit" according to manufacturer PEBiosystems' instructions using the Applied Biosystems "373 DNA Sequencer automatic sequencer.

Uno dei cloni analizzati, contenente un frammento di DNA avente la SEQ:ID No 2, è stato denominato MA399. One of the analyzed clones, containing a DNA fragment having the SEQ: ID No 2, was named MA399.

Esempio 2 Example 2

Dimostrazione dell'attività del ribozima in vitro. Demonstration of ribozyme activity in vitro.

Il ribozima sintetizzato come nell'esempio 1, è stato fatto reagire con i trascritti marcati con fosforo radioattivo di alcuni geni target (stearoyl-ACP desaturasi di colza, lino, girasole, olivo e ricino). Il ribozima è stato ottenuto trascrivendo con la SP6 polimerase la SEQ ID No: 2 clonata nel pGem3Zf linearizzato con l'enzima Smal. The ribozyme synthesized as in Example 1 was reacted with the radioactive phosphorus-labeled transcripts of some target genes (stearoyl-ACP desaturase from rapeseed, flax, sunflower, olive and castor). The ribozyme was obtained by transcribing with the SP6 polymerase the SEQ ID No: 2 cloned in pGem3Zf linearized with the Smal enzyme.

I trascritti senso dei geni delle desaturasi sono stati ottenuti linearizzando i differenti plasmidi in cui erano clonati con un enzima situato al 3' del gene e ad almeno 100 bp dopo il sito di cleavage (tabella 1). The sense transcripts of the desaturase genes were obtained by linearizing the different plasmids in which they were cloned with an enzyme located 3 'of the gene and at least 100 bp after the cleavage site (table 1).

Tabella 1: Elenco delle Δ9 desaturasi impiegate nei saggi in vitro, degli enzimi utilizzati per la linearizzazione, delle polimerasi usate per la trascrizione. Nelle ultime due colonne vengono riportate le dimensioni del trascritto integro e quelle dei frammenti generati dall'azione catalitica del ribozima. Table 1: List of Δ9 desaturases used in in vitro assays, enzymes used for linearization, polymerases used for transcription. The last two columns show the dimensions of the intact transcript and those of the fragments generated by the catalytic action of the ribozyme.

Tabella 1 Table 1

Per la trascrizione è stato impiegato il Kit della Ambion denominato MEGAscript™. La miscela di reazione, preparata come descritto dal produttore, è costituita da: • 2 μl di tampone di reazione; The Ambion Kit called MEGAscript ™ was used for the transcription. The reaction mixture, prepared as described by the manufacturer, consists of: • 2 μl of reaction buffer;

• 2 μl di ATP (75mM per T7 e 50 mM per SP6); • 2 μl of ATP (75mM for T7 and 50mM for SP6);

• 2 μl di GTP (75mM per T7 e 50 mM per SP6); • 2 μl of GTP (75mM for T7 and 50mM for SP6);

• 2 μl di CTP (75mM per T7 e 50 mM per SP6); • 2 μl of CTP (75mM for T7 and 50mM for SP6);

• 2 μl di UTP (75mM per T7 e 50 mM per SP6); • 2 μl of UTP (75mM for T7 and 50mM for SP6);

• 1 μl di [a-32P]CTP; • 1 μl of [a-32P] CTP;

• 1 μg di DNA plasmidico linearizzato, • 1 μg of linearized plasmid DNA,

• 2 μl di T7 polimerase o SP6 polimerase in funzione del plasmide utilizzato e • 2 μl of T7 polymerase or SP6 polymerase depending on the plasmid used e

• H2O in modo da portare il volume a 20 μl totali; • H2O in order to bring the volume to 20 μl total;

La miscela è stata incubata per 2 ore a 37°C e, successivamente il DNA plasmidico è stato degradato aggiungendo 1 μl di DNase I Rnase-free ed incubando per altri 15 minuti a 37°C. The mixture was incubated for 2 hours at 37 ° C and then the plasmid DNA was degraded by adding 1 μl of DNase I Rnase-free and incubating for another 15 minutes at 37 ° C.

I nucleotidi non incorporati sono stati allontanati mediante precipitazione con Liei 2,5 M (concentrazione finale). Una stima del quantitativo di trascritto marcato ottenuto è stata effettuata leggendo allo scintillatone 1 μl della miscela di trascrizione immediatamente prima della precipitazione con LiCl (A) ed 1 μl del trascritto risospeso in un uguale volume dopo precipitazione (B). The unincorporated nucleotides were removed by precipitation with Liei 2.5 M (final concentration). An estimate of the quantity of labeled transcript obtained was performed by reading at the scintillatone 1 μl of the transcription mixture immediately before precipitation with LiCl (A) and 1 μl of the transcript resuspended in an equal volume after precipitation (B).

Il rapporto tra B/A moltiplicato per 100 esprime la percentuale d'incorporazione del nucleotide marcato. La percentuale d'incorporazione moltiplicata per il quantitativo teorico massimo di RNA sintetizzabile (calcolato supponendo che tutti i nucleotidi inclusi nella miscela siano stati utilizzati per la formazione di RNA) esprime il quantitativo di trascritto ottenuto. The ratio between B / A multiplied by 100 expresses the percentage of incorporation of the labeled nucleotide. The percentage of incorporation multiplied by the theoretical maximum quantity of synthesizable RNA (calculated assuming that all the nucleotides included in the mixture have been used for the formation of RNA) expresses the quantity of transcript obtained.

Nel caso in cui sia stata impiegata la T7 polimerase il massimo quantitativo di RNA sintetizzabile è di 198 μg, nel caso della SP6 polimerase è di 132 μg. In the case in which T7 polymerase has been used, the maximum quantity of synthesizable RNA is 198 μg, in the case of SP6 polymerase it is 132 μg.

Nel caso della trascrizione con T7 polimerase la concentrazione di ognuno dei quattro ribonucleotidi è pari a 7,5 mM (nel caso della SP6 polimerase è pari a 5 mM) in una reazione di 20 μl, ciò significa che se tutti i nucleotidi presenti nella miscela fossero impiegati per la formazione di RNA il quantitativo massimo ottenibile sarebbe pari a 198 μg, cioè al prodotto di: In the case of transcription with T7 polymerase the concentration of each of the four ribonucleotides is equal to 7.5 mM (in the case of SP6 polymerase it is equal to 5 mM) in a reaction of 20 μl, this means that if all the nucleotides present in the mixture were used for the formation of RNA, the maximum quantity obtainable would be equal to 198 μg, i.e. the product of:

(peso di 1 M di ribonucleotide x 4)/1000 mM x 7.5 mM/106 x 20 μl=198 μg (weight of 1 M ribonucleotide x 4) / 1000 mM x 7.5 mM / 106 x 20 μl = 198 μg

cioè sostituendo: that is, substituting:

(330x4)g/1000 mM x 7.5m M/106 μl x 20ul=198 μg (330x4) g / 1000 mM x 7.5m M / 106 μl x 20ul = 198 μg

10 nanogrammi del trascritto così quantizzato, dopo denaturazione a 65°C per 5 minuti, sono stati incubati a 37°C per 15 minuti con un eccesso del trascritto del ribozima in un tampone avente come concentrazione finale 100 mM TrisHCl pH 7,6 e 50 mM MgCl2. I prodotti della reazione di cleavage sono stati separati su poliacrilamide al 5%, 8 M Urea. 10 nanograms of the transcript thus quantized, after denaturation at 65 ° C for 5 minutes, were incubated at 37 ° C for 15 minutes with an excess of the transcript of the ribozyme in a buffer having a final concentration of 100 mM TrisHCl pH 7.6 and 50 mM MgCl2. The products of the cleavage reaction were separated on 5% polyacrylamide, 8 M Urea.

Alla fine della corsa elettroforetica, il gel è stato essiccato ed esposto utilizzando il "phosphor screen" della Molecular Dynamics che ha la capacità di catturare le immagini provenienti da campioni radioattivi. Lo screen è stato poi letto utilizzando lo scanner Storm<R >860 della Molecular Dynamics. At the end of the electrophoretic run, the gel was dried and exposed using the Molecular Dynamics "phosphor screen" which has the ability to capture images from radioactive samples. The screen was then read using Molecular Dynamics' Storm <R> 860 scanner.

La percentuale di cleavage è stata stimata come intensità relativa del segnale autoradiografico determinata mediante l'uso dello Storm 860 e l'ausilio del software Image-Quant . The percentage of cleavage was estimated as the relative intensity of the autoradiographic signal determined by the use of the Storm 860 and the aid of the Image-Quant software.

Utilizzando il Phosphorimager<R >ed il software annesso è stato possibile attribuire ad ogni banda presente sul gel un valore direttamente correlato con 1'intensità del segnale. Tale valore può essere indicato in percentuale considerando pari a 100 la sommatoria di tutti i segnali autoradiografici all'interno di ogni linea. Poiché le bande all'interno di ogni linea sono da attribuire alla presenza del trascritto del gene target e dei suoi eventuali prodotti di cleavage, è possibile in questo modo esprimere in percentuale quanta parte del target è stato tagliato. Using the Phosphorimager <R> and the related software it was possible to attribute to each band present on the gel a value directly correlated with the intensity of the signal. This value can be indicated as a percentage considering the sum of all autoradiographic signals within each line to be equal to 100. Since the bands within each line are to be attributed to the presence of the transcript of the target gene and its possible cleavage products, it is possible in this way to express in percentage how much of the target has been cut.

Incubando i trascritti di colza, lino, girasole, ricino e olivo con il ribozima è stato ottenuto un taglio efficiente ed altamente specifico con la produzione, per ogni trascritto, di due frammenti aventi le dimensioni attese . By incubating the transcripts of rapeseed, flax, sunflower, castor and olive with ribozyme, an efficient and highly specific cut was obtained with the production, for each transcript, of two fragments having the expected dimensions.

Più precisamente nel caso della stearoyl-ACP del lino si ottengono due frammenti derivanti dall'azione catalitica del ribozima pari a 767 e 558 basi; in colza pari a 748 e 559 basi; in ricino 707 basi e 961 basi; in girasole per la Sad6 675 basi e 439 basi, mentre per la Sadl7681 basi e 614 basi; nell'olivo 694 e 107 basi (Figure 3-4-5). More precisely, in the case of linen stearoyl-ACP, two fragments deriving from the catalytic action of the ribozyme equal to 767 and 558 bases are obtained; in rapeseed equal to 748 and 559 bases; in castor oil 707 bases and 961 bases; in sunflower for the Sad6 675 bases and 439 bases, while for the Sadl7681 bases and 614 bases; in the olive tree 694 and 107 bases (Figures 3-4-5).

L'efficienza catalitica del ribozima ottenuto trascrivendo la sequenza della presente invenzione è riportata nelle tabelle 2, 3 e 4 ed è stata determinata come descritto precedentemente. The catalytic efficiency of the ribozyme obtained by transcribing the sequence of the present invention is reported in Tables 2, 3 and 4 and was determined as described previously.

Nelle tabelle suddette la riga denominata "Linea" si riferisce alla corsa in cui sono stati caricati contemporaneamente il trascritto marcato del gene ed il trascritto del ribozima. Non sono state considerate le linee in cui è stato caricato il solo trascritto del gene, in quanto in tal caso non c'è stato alcun taglio. In the above tables the row called "Line" refers to the run in which the labeled transcript of the gene and the transcript of the ribozyme have been loaded at the same time. The lines in which only the transcript of the gene was loaded were not considered, as in this case there was no cut.

I frammenti che si evidenziano in ogni linea sono contrassegnati rispettivamente da: T = trascritto integro residuo; 1 e 2 = prodotti dell'azione catalitica del ribozima. I valori della colonna "% d'intensità" si riferiscono all 'intensità relativa del segnale dei frammenti presenti nelle linee; mentre nella colonna "% di cleavage" è riportata la somma delle percentuali relative all'intensità delle bande prodotte dal cleavage. La somma delle % riferite ai picchi generati dalle bande di cleavage rappresenta una stima dell'efficienza del taglio. The fragments that are highlighted in each line are marked respectively by: T = intact residual transcript; 1 and 2 = products of the catalytic action of the ribozyme. The values in the "% intensity" column refer to the relative intensity of the signal of the fragments present in the lines; while the "% of cleavage" column shows the sum of the percentages relating to the intensity of the bands produced by the cleavage. The sum of the% referred to the peaks generated by the cleavage bands represents an estimate of the cutting efficiency.

Tabella 2. Efficienza catalitica del ribozima sulle stearoyl-ACP desaturasi di lino, colza, girasole e ricino. Table 2. Catalytic efficiency of ribozyme on stearoyl-ACP desaturase of flax, rapeseed, sunflower and castor.

L'elaborazione riportata nella presente tabella si riferisce al saggio di cui in figura 3. In questa tabella non viene riportato il calcolo relativo all'olivo in quanto il secondo frammento di cleavage, di circa 100 basi, non era più visibile nel gel. The processing reported in this table refers to the assay in figure 3. This table does not report the calculation relating to the olive tree as the second fragment of cleavage, of about 100 bases, was no longer visible in the gel.

Tabella 2 Table 2

Tabella 3 . Efficienza di taglio sulle stearoyl-ACP desaturasi di girasole, colza e lino. Table 3. Cutting efficiency on the stearoyl-ACP desaturase of sunflower, rapeseed and flax.

L'elaborazione riportata nella presente tabella si riferisce al saggio di cui in figura 4. In questa tabella non viene riportato il calcolo relativo alla Sad17 del girasole (linea 3) in quanto l'elevato fondo potrebbe alterarne la determinazione. The processing reported in this table refers to the rate in figure 4. This table does not report the calculation relating to the sunflower Sad17 (line 3) as the high background could alter its determination.

Tabella 3. Table 3.

Tabella 4: Efficienza di taglio sulle stearoyl-ACP desaturasi di ricino, colza, lino e girasole. Table 4: Shear efficiency on castor, rapeseed, flax and sunflower stearoyl-ACP desaturases.

L'elaborazione riportata nella presente tabella si riferisce al saggio di cui in figura 5. The processing reported in this table refers to the assay shown in Figure 5.

In questa tabella non viene riportato il calcolo relativo all'Olivo in quanto il secondo frammento di cleavage, di circa 100 basi, non era più visibile nel gel. This table does not show the calculation relating to the Olive tree as the second fragment of cleavage, of about 100 bases, was no longer visible in the gel.

Tabella 4. Table 4.

Dai tati riportati nelle tabelle si osserva che, nonostante la non perfetta complementarietà delle eliche I e III del ribozima con il gene target, l'efficienza di cleavage è pari al 100% per colza, lino e ricino, e, pur riducendosi, rimane elevata nelle due SAD del girasole. Le prove di cleavage sono state più volte ripetute ed hanno prodotto risultati comparabili. From the data reported in the tables it is observed that, despite the imperfect complementarity of helices I and III of the ribozyme with the target gene, the cleavage efficiency is equal to 100% for rapeseed, flax and castor oil, and, even if it is reduced, it remains high. in the two SADs of the sunflower. The cleavage tests were repeated several times and produced comparable results.

Claims (9)

Rivendicazioni 1. Un ribozima Hanunerhead capace di modulare l'espressione del gene che codifica per l'enzima stearoyl-ACP desaturasi di piante oleaginose differenti caratterizzato dalla SEQ.ID N°3. Claims 1. A Hanunerhead ribozyme capable of modulating the expression of the gene encoding the stearoyl-ACP desaturase enzyme of different oil plants characterized by SEQ.ID N ° 3. 2. Un ribozima Hammerhead secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dalla sequenza SEQ.ID N°4. 2. A Hammerhead ribozyme according to claim 1, characterized by the sequence SEQ.ID N ° 4. 3 . Una sequenza di DNA che codifica per il ribozima della rivendicazione 1, caratterizzata dalla SEQ ID No. 1. 3. A DNA sequence encoding the ribozyme of claim 1, characterized by SEQ ID No. 1. 4. Una sequenza di DNA che codifica per il ribozima della rivendicazione 2, caratterizzata dalla SEQ ID No. 2. 4. A DNA sequence encoding the ribozyme of claim 2, characterized by SEQ ID No. 2. 5 . Un vettore scelto tra un plasmide o un fago comprendente la sequenza nucleotidica SEQ ID No. 1 o 2. 5. A vector selected from a plasmid or phage comprising the nucleotide sequence SEQ ID No. 1 or 2. 6 . Un vettore ricombinante per espressione in pianta comprendente la sequenza nucleotidica SEQ ID No. 1 o 2. 6. A recombinant vector for plant expression comprising the nucleotide sequence SEQ ID No. 1 or 2. 7. Cellule procariotiche o eucariotiche trasformate con il vettore della rivendicazione 6. 7. Prokaryotic or eukaryotic cells transformed with the vector of claim 6. 8. Un metodo per l'inattivazione dell'enzima stearoyl-ACP desaturasi di piante oleaginose differenti che comprende la reazione tra la sequenza che codifica per la stearoyl-ACP desaturasi ed il ribozima della rivendicazione 1. 8. A method for the inactivation of the stearoyl-ACP desaturase enzyme of different oil plants which comprises the reaction between the sequence encoding the stearoyl-ACP desaturase and the ribozyme of claim 1. 9 . Piante transgeniche comprendenti nelle proprie cellule la sequenza nucleotidica SEQ ID No: 1 o SEQ ID No: 2. 0. Semi ottenuti da piante transgeniche della rivendicazione 9. 9. Transgenic plants including the nucleotide sequence SEQ ID No: 1 or SEQ ID No: 2 in their cells. 0. Seeds obtained from transgenic plants of claim 9.
IT2001MI001364A 2001-06-28 2001-06-28 ROBOZIMA HAMMERHEAD SPECIFIC FOR STEAROYL-ACP DESATURESI OF DIFFERENT OILAGINOUS PLANTS ITMI20011364A1 (en)

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