[发明专利]用于调节生物质生产率的组合物和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35篇第119条(e)款要求于2013年10月4日提交的美国序列号61/887,226的优先权的权益，其全部内容以引用的方式整体并入本文。

发明领域

本申请总体上涉及分子生物学和遗传学的领域。具体地说，本申请涉及参与调节微生物(例如像微藻)中的生物质生产率的方法和材料。本申请还提供具有增加的生产率的重组微生物，如微藻。

序列表的并入

所附序列表中的材料特此以引用的方式并入本申请。所附序列表文本文件(名称SGI1720_1WO_Sequence_Listing)在2014年10月3日创建且为81kb。所述文件可在使用WindowsOS的计算机上使用MicrosoftWord进行评定。

发明背景

转录因子可调节基因表达，从而提高或降低(诱导或抑制)转录速率。所述调节在生物体的整个生命周期中在不同发育阶段、在不同生长期和细胞类型中以及响应于不同的外源性(例如，环境)和内源性刺激产生不同的基因表达水平。因为转录因子是生物途径的关键控制元件，所以改变一种或多种转录因子的表达水平可改变生物体中的全部生物途径。

大多数真核基因的转录调控通过转录因子与其启动子区域中的序列特异性结合位点的结合而发生。许多这些蛋白质结合位点在进化过程中一直是保守的并且在多种真核生物体的启动子中找到。显示高度保守性的这样一种特征是CCAAT-盒(Edwards等,PlantPhysiol.117:1015-1022,1998)。转录因子的CCAAT家族(还可称为“CAAT”、“CAAT-盒”或“CCAAT-盒”家族)特征在于其结合基因的上游区域中的CCAAT-盒元件(通常位于从转录起始位点5'80至300bp处)的能力(Gelinas等,Nature313:323-325,1985)。这种顺式作用调控元件在所有真核物种中发现并且据估计存在于大约30％的基因的启动子和/或增强子区域中(参见，例如Bucher和Trifonov,J.Biomol.Struct.Dyn.5:1231-1236,1988；Bucher,J.Mol.Biol.212:563-578,1990)。CCAAT-盒元件可在任一方向上起作用，并且可单独或与其他顺式调控元件合作来操作(Tasanen等,J.Biol.Chem.267:11513-11519,1992)。

CCAAT-盒结合蛋白构成首次在酵母中鉴别且命名为血红素活化蛋白(HAP)的转录因子的一大家族。它们组合以形成通过结合真核启动子中的CCAAT盒来活化转录的异聚蛋白质复合物。在植物中，CCAAT结合转录因子被认为作为由HAP2样、HAP3样和HAP5样亚基组成的异三聚体结合DNA。HAP异三聚体在科学文献中还被称为CCAAT盒结合因子(CBF)或核因子Y(NF-Y)，其包含NF-YA亚基(对应于HAP2样亚基)、NF-YB亚基(对应于HAP3样亚基)和NF-YC亚基(对应于HAP5样亚基)(Mantovani等,Nucl.AcidsRes.20:1087-1091,1992；Mantovani,Gene239:15-27,1999；Gusmaroli等,Gene264:173-185,2001；Gusmaroli等,Gene283:41-48,2002)。HAP2、HAP3和HAP5样蛋白具有两个高度保守的亚结构域，一个在亚基相互作用方面起作用且另一个在与DNA直接缔合中起作用。在这两个区域之外，HAP样蛋白可以是在序列和总长度方面相当不同的。在整个公开中，HAP术语用于NF-YB亚基，并且具体地说，使用术语“HAP3样蛋白”或“HAP3蛋白”，但其他名称如CBF-A和NF-YB是可互换的且表示同一蛋白质。例如，NF-Y术语在本文中最常用于HAP3配偶体，并且其转录因子复合物配偶体HAP3(NF-YB)在本文中被称为“NF-YA”(HAP2)和“NF-YC(HAP5)”。