[发明专利]通过操作信使RNA前体加工而提供的针对环境毒性的保护

说明书

本申请是一件分案申请，其原申请的申请日为2001年4月19日，申请号为01809382.5，发明创造名称为“通过操作信使RNA前体加工而提供的针对环境毒性的保护”。

发明领域

本发明涉及参与信使RNA前体加工的核酸和蛋白质用于在真核细胞和生物体中增强针对环境压力(诸如无机盐毒性)的耐受性的用途。

发明背景

对锂和钠毒性敏感的细胞靶的本质为我们呈现了关于真核细胞中离子稳态生理学的重要图谱。这些靶的表征对于理解临床问题诸如锂对偶极紊乱治疗的影响(Schou，1997，Arch.Gen.Psychiatry，54：9)或与高血压有关的高钠水平(Lifton，1996，Science，272：676)是至关重要的。完全不同但也与离子稳态有关的另一个问题是耕地在大量灌溉后的渐进盐化，为了在干旱地区发展足够的农业，这使得培育耐盐农作物成为迫切需要(Serrano，1996，Int.Rev.Cytol.，165：1；Yeo，1998，J.Exp.Bot.，49：915；Holmberg和B ülow，1998，Trends Plant Sci.，3：61)。

除了离子运输(Haro等人，1991，FEBS Lett.，291：189；Gaxiola等人，1999，Proc.Natl.Acad.Sci.USA，96：1480；Apse等人，1999，Science，285：1256)和渗压剂合成(Tarczynski等人，1998，Plant J.，16：155)，操作对高离子浓度和水压力最敏感的细胞系统提供了改进农作物盐耐受性的候选途径(Serrano，1996，Int.Rev.Cytol.，165：1；Tezara等人，1999，Nature，401：914)。

遗传和生化分析已经将酵母基因HAL2的产物鉴定为盐毒性的重要生理靶(等人，1993，EMBO J.，12：3105；Dichtl等人，1997，EMBO J.，16：7184)。HAL2编码3’，5’-二磷酸核苷酸酶，它对锂和钠的抑制非常敏感(Murguía等人，1995，Science，267：232)。Hal2p的盐抑制导致有毒化合物3’-磷酸腺苷5’-磷酸(pAp)的胞内积累(Murguía等人，1996，J.Biol.Chem.，271：29029)，继而抑制硫酸基团的还原和转移反应，并抑制有些外切核糖核酸酶(Dichtl等人，1997，EMBO J.，16：7184；Gil-Mascarell等人，1999，Plant J.，17：373)。植物(Gil-Mascarell等人，1999，Plant J.，17：373)和哺乳动物(López-Coronado等人，1999，J.Biol.Chem.，274：16043)中存在与HAL2同源的基因，尽管后者中所编码的酶受到锂但非钠的抑制。

Hal2p的野生型蛋白质和耐受锂与钠的突变形式的过度表达所赋予的盐耐受性较为适中(Albert等人，2000，J.Mol.Biol.，295：927)。这说明还存在盐毒性的其它靶，而且一旦克服了HAL2瓶颈，它们将成为限制性因素，但是尚不知道这些重要的盐敏感过程。

下面的两项专利申请涉及渗透压，但描述的保护机制与本发明描述的普遍机制不同：ES2110918A(1998-02-16)涉及通过操作碳水化合物代谢而生成耐受性渗透压的植物；ES2134155A1(1998-10-07)涉及通过在淡土植物中使用编码具有过氧化物酶活性的蛋白质的基因而赋予对渗透、水、和盐压力的耐受性的方法。

发明概述

本发明隐含的技术问题是提供可用于为遭受由盐、干旱、或寒冷和冻结压力引起的压力条件(像渗透压)的细胞和生物体增强压力耐受性的方法。

本发明通过操作信使RNA加工而在细胞和生物体中提供了针对渗透压的保护，从而解决了这个技术问题。本发明提供了能够赋予异源宿主细胞或宿主生物体以针对压力条件的耐受性的一套分离基因。这些基因都参与mRNA前体的加工(诸如合成、剪接、5’和3’末端修饰、运动、运输至细胞质、代谢、等)，而且它们在分开转化对盐敏感的酵母突变体后都显示抗盐表型。由此，每种基因都能担当压力耐受性的有效增强剂，而无需其它因素的辅助。