[发明专利]AN3-相互作用蛋白的复合物及其用于促进植物生长的用途

说明书

本发明涉及基于AN3-相互作用物、更具体而言是SWI/SNF复合物亚基的植物变体的相互作用物，以及优选在不合AN3的蛋白质复合物中与上述亚基相互作用的蛋白质的蛋白质复合物。还涉及复合物促进植物生长的用途，和通过超量表达至少一个，优选至少两个复合物成员，来刺激复合物形成的方法。

对更多源自植物的产品的需求急剧增加。在不久的将来，农业面对的挑战将是以可持续的方式满足对饲料和食品的不断增长的需求。此外，植物开始作为能量来源扮演重要的角色。为了应对这些主要的挑战，需要实现植物产量的长远增长。生物量生产是多因素的系统，其中大量的过程注入到产生新细胞、组织和器官的分生组织的活性中。虽然已经对产量性能实施了相当多的研究，但对于作为产量的基础的分子网络仍然知之甚少(Van Camp，2005)。在拟南芥中已描述了多种基因，当所述基因被突变或异位表达时，导致更大结构(例如叶或根)的形成。这些所谓的“内在产量基因”参与相互关系几乎未知的许多不同的过程。

这些“内在产量基因”中的一种——AN3(也称为GIF1)，是在对GRF(生长调控因子)相互作用物的搜索中(Kim和Kende，2004)和通过对狭叶拟南芥突变体的分析(Horiguchi等人，2005)鉴别的。AN3是人SYT(滑膜肉瘤易位)蛋白的同源物，是由拟南芥基因组中的小基因家族编码的。SYT是转录辅激活物，尽管在肿瘤发生中涉及其染色体易位，但其生物学功能仍不清楚(Clark等人，1994；de Bruijn等人，1996)。利用酵母GAL4系统，AN3表现出具有转录激活活性(Kim和Kende，2004)。这与酵母双杂交和体外结合测定一起表面了AN3与若干GRF的相互作用(Kim和Kende，2004；Horiguchi等人，2005)，提示AN3作为GRF的转录辅激活物的作用。GRF(生长调控因子)基因存在于所有种子植物的基因组中，因此被详细研究，并编码在叶生长和发育中发挥调控作用的推定的转录因子(Kim等人，2003)。支持GRF和AN3转录激活物和辅激活物复合物的是，grf和an3突变体表现出相似的表现型，且grf和an3突变的组合表现出合作效应(Kim和Kende，2004)。an3突变体的狭叶表现型显示为细胞数量减少的结果。此外，AN3的异位表达导致具有由更多细胞组成的更大叶的转基因植物，表示AN3控制细胞数量和器官大小(Horiguchi等人，2005)。虽然AN3在植物生长调控中的功能仍然未知，但这些结果显示AN3满足了对“内在产量基因”的要求。

在试图解译作为产量增加机制的基础的分子网络的工作中，开展了基因组范围的、以蛋白质为中心的方式，在拟南芥细胞悬浮培养物中研究AN3相互作用蛋白质。串联亲和纯化(TAP)技术与基于质谱法(MS)的蛋白质鉴定组合，导致分离并鉴定了可能在植物生长的调控中发挥功能的25种AN3相互作用蛋白(表1)。我们分离了属于多蛋白质复合物的若干蛋白质。此外，许多相互作用物是完全未被表征的。关于少数AN3相互作用物的报道显示，它们涉及若干发育过程(Wagner&Meyerowitz，2002；Meagher等人，2005；Sarnowski等人，2005；Hurtado等人，2006；Kwon等人，2006)，但迄今为止，所鉴定的基因中无一与刺激植物生长相关。

表1：通过对细胞悬浮培养物的TAP分析鉴定的AN3的相互作用物。总TAP给出了共纯化相互作用物的总时间；C-GS和N-GS指实验中是否使用了C或N末端的GS标签。

若干AN3p相互作用物是SWI/SNF型染色质重建复合物的亚基的同源物(Thaete等人，1999；Ishida等人，2004)。最近在哺乳动物细胞中显示，SWI/SNF ATP-依赖性染色质重建复合物在哺乳动物细胞的细胞分化和增殖中发挥重要作用(Riesman等人，2009)。

令人惊讶地，我们发现了SWI/SNF复合物的亚基的植物变体及其相互作用物在植物生长中发挥了重要的作用，并可用于增加植物产量。

本发明的第一个方面是分离的蛋白质复合物，优选不含AN3p的蛋白质复合物，至少包含SWI/SNF3亚基的植物变体，所述亚基能够与AN3p相互作用，和与所述变体SWI/SNF3亚基相互作用的一种或多种蛋白质。