高等植物启动子研究进展

百检网 2022-10-31

在核心启动子上 游通常会有一些特殊的DNA序列,即顺式作用元件,转录因子与之结合从而激活或抑制基因的转录。一旦RNA聚合酶定位并结合在启动子上即可 启动基因转录,因此启动子是基因表达调控的重要元件,它与RNA聚合酶及其他蛋白辅助因子等反式作用因子的相互作用是启动子调控基因转录的实质。


根据启动子的转录模式可将其分为3类:组成型启动子、组织或器官特异性启动子和诱导型启动子。


在组成型启动子调控下,不同组织器官和发育阶段的基因表达没有明显差异,因而称之组成型启动子,双子叶植 物中*常使用的组成型启动子是花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子,它具多种顺式作用元件。其转录起始位点上游-343~-46bp是转录增强区 ,-343~-208和-208~-90bp是转录激活区,-90~-46bp是进一步增强转录活性的区域,在了解CaMV 35S启动子各种顺式作用元件的基础上,人们利用它的核心序列构建人工启动子,以得到转录活性更高的启动子,Mitsuhara等利用CaMv 35s核心启动子与CaMV 35S启动子的5'端不同区段 和烟草花叶病毒的5'非转录区(omega序列)相连,发现把两个CaMV 35S启动子-419~-90(E12)序列与omega序列串联,在转基因烟草中GUS有 *大的表达活性,把7个CaMV35S启动子的-290~-90(E7)序列与omega序列串联,非常适合驱动外源基因在水稻中的表达。用这两种结构驱动 GUS基因表达,在转基因烟草和水稻中GUS活性比单用CaMV 35S启动子高20~70倍。



另一种高效的组成型启动子CsVMV是从木薯叶脉花叶病毒(cassava vein mosaic virus )中分离的。该启动子 -222~-173bp负责驱动基因在植物绿色组织和根尖中表达,其中-219/-203是TGACG重复基序,即as1 (activating sequence 1),-183/-180为 GATA(又称为as2),这两个元件的互作对控制基因在绿色组织中表达至关重要。该启动子-178~-63bp包含负责调控基因在维管组织中表达的 元件。CsVMV启动子在转基因葡萄中驱动外源基因的转录能力与使用两个串联的CaMV35S启动子相当,两个串联的CsVMV启动子转录活性更强。


Rance等利用CoYMV(commelina yellow mosaic virus),CsVMV启动子区和CaMV 35S启动子的激活序列(as1,as2)人工构建高效融合启动子,瞬时表达实验表明该启动子可驱动报告基因在双子叶植物烟草中高效表达,在单子叶植物玉米中其驱动能力比通常使用的γ玉米蛋白启动子高6倍。因此用这种人工构建的高效 启动子驱动抗病基因或目的蛋白基因,在双子叶和单子叶植物中均可达到较理想的效果。

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