HK1209581B - Production of long chain polyunsaturated fatty acids in plant cells - Google Patents

Claims (20)

1. Lipide végétal extrait, comprenant des acides gras sous forme estérifiée, les acides gras comprenant de l'acide oléique, de l'acide palmitique, des acides gras ω6 qui comprennent l'acide linoléique (LA), des acides gras ω3 qui comprennent l'acide α-linolénique (ALA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA), et éventuellement un ou plusieurs parmi l'acide stéaridonique (SDA), l'acide éicosapentaénoïque (EPA), l'acide docosapentaénoïque (DPA) et l'acide éicosatétraénoïque (ETA), dans lequel le niveau de DHA dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est de 7 % à 20 %, et dans lequel le niveau d'acide palmitique dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 2 % et 16 %, et dans lequel le niveau d'acide myristique (C14:0) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 1 %.
2. Lipide selon la revendication 1, qui présente une ou plusieurs ou l'ensemble des caractéristiques suivantes

   i. le niveau d'acide palmitique dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 2 % et 15 %,

   ii. le niveau d'acide oléique dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 3 % et 30 %,

   iii. le niveau d'acide linoléique (LA) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 4 % et 35 %,

   iv. le niveau d'acide α-linolénique (ALA) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 7 % et 40 %,

   v. le niveau d'acide γ-linolénique (GLA) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 4 %

   vi. le niveau d'acide stéaridonique (SDA) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 4 %,

   vii. le niveau d'acide éicosatétraénoïque (ETA) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 4 %,

   viii. le niveau d'acide éicosatriénoïque (ETrA) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 4 %,

   ix. le niveau d'acide éicosapentaénoïque (EPA) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 4 %,

   x. le niveau d'acide docosapentaénoïque (DPA) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 4 %,

   xi. le niveau de DHA dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 11 % et 20 %,

   xii. le niveau des acides gras saturés totaux dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 4 % et 25 %,

   xiii. le niveau des acides gras monoinsaturés totaux dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 4 % et 35 %,

   xiv. le niveau des acides gras polyinsaturés totaux dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 20 % et 75 %,

   xv. le niveau des acides gras ω6 totaux dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 20 %,

   xvi. le niveau des nouveaux acides gras ω6 dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 10 %,

   xvii. le niveau des acides gras ω3 totaux dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 40 % et 60 %,

   xviii. le niveau des nouveaux acides gras ω3 dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 9 % et 33 %,

   xix. le rapport des acides gras ω6 totaux:acides gras ω3 totaux dans la teneur en acide gras du lipide extrait est compris entre 1,0 et 3,0,

   xx. le rapport des nouveaux acides gras ω6:nouveaux acides gras ω3 dans la teneur en acides gras du lipide extrait est compris entre 1,0 et 3,0,

   xxi. la composition en acides gras du lipide est basée sur une efficacité de conversion de l'acide oléique en DHA d'au moins 10 %,

   xxii. la composition en acides gras du lipide est basée sur une efficacité de conversion du LA en DHA d'au moins 15 %,

   xxiii. la composition en acides gras du lipide est basée sur une efficacité de conversion de l'ALA en DHA d'au moins 17 %,

   xxiv. l'acide gras total dans le lipide extrait contient moins de 1 % de C20:1,

   xxv. la teneur en triacylglycérol (TAG) du lipide est d'au moins 70 %,

   xxvi. le lipide comprend du diacylglycérol (DAG),

   xxvii. le lipide comprend moins de 10 % d'acides gras libres (non estérifiés) et/ou de phospholipide, ou moins de 0,5% d'acides gras libres (non estérifiés) et/ou de phospholipide,

   xxviii. au moins 70 % du DHA estérifié sous la forme de TAG est en position sn-1 ou sn-3 du TAG,

   xxix. le lipide comprend du tri-DHA TAG (TAG 66:18).
3. Lipide selon la revendication 1 ou la revendication 2, qui comprend en outre un ou plusieurs stérols, et/ou qui est sous la forme d'une huile, et qui comprend moins de 10 mg de stérols/g d'huile, moins de 7 mg de stérols/g d'huile, entre 1,5 mg et 10 mg de stérols/g d'huile, ou entre 1,5 mg et 7 mg de stérols/g d'huile.
4. Lipide selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le lipide est une huile de Brassica sp. ou une huile de Camelina sativa.
5. Procédé de production de lipide végétal extrait, comprenant les étapes de

   i) obtention d'une partie de plante comprenant le lipide, le lipide comprenant des acides gras sous une forme estérifiée, les acides gras comprenant de l'acide oléique, de l'acide palmitique, des acides gras ω6 qui comprennent l'acide linoléique (LA) et l'acide γ-linolénique (GLA), des acides gras ω3 qui comprennent l'acide α-linolénique (ALA), l'acide stéaridonique (SDA), l'acide docosapentaénoïque (DPA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA), et éventuellement un ou plusieurs acides gras parmi l'acide éicosapentaénoïque (EPA) et l'acide éicosatétraénoïque (ETA), dans lequel le niveau de DHA dans la teneur totale en acides gras du lipide extractible dans la partie de plante est de 7 % à 20 %, et dans lequel le niveau d'acide palmitique dans la teneur totale en acides gras du lipide extractible est compris entre 2 % et 16 %, et dans lequel le niveau d'acide myristique (C14:0) dans la teneur totale en acides gras du lipide extractible est inférieur à 1 %, et

   ii) extraction du lipide à partir de la partie de plante,

   dans lequel le niveau de DHA dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est de 7 % à 20 %, et dans lequel le niveau d'acide palmitique dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 2 % et 16 %, et dans lequel le niveau d'acide myristique (C14:0) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 1 %.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le lipide extrait présente une ou plusieurs des caractéristiques définies dans les revendications 2 à 4.
7. Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel la partie de plante comprend des polynucléotides exogènes codant pour une Δ12-désaturase, une ω3-désaturase ou une Δ15-désaturase, une Δ6-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ6-élongase et une Δ5-élongase, et dans lequel chaque polynucléotide est lié de manière fonctionnelle à un ou plusieurs promoteurs qui sont aptes à diriger l'expression desdits polynucléotides dans une cellule de la partie de plante.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la partie de plante présente une ou plusieurs ou l'ensemble des caractéristiques suivantes

   i) la Δ12-désaturase convertit l'acide oléique en acide linoléique dans une ou plusieurs cellules de la plante avec une efficacité d'au moins 60 %,

   ii) la ω3-désaturase convertit les acides gras ω6 en acides gras ω3 dans une ou plusieurs cellules de la plante avec une efficacité d'au moins 65 %,

   iii) la Δ6-désaturase convertit l'ALA en SDA dans une ou plusieurs cellules de la plante avec une efficacité d'au moins 30 %,

   iv) la Δ6-désaturase convertit l'acide linoléique en acide γ-linolénique dans une ou plusieurs cellules de la plante avec une efficacité inférieure à 5 %,

   v) la Δ6-élongase convertit le SDA en ETA dans une ou plusieurs cellules de la plante avec une efficacité d'au moins 60 %,

   vi) la Δ5-désaturase convertit l'ETA en EPA dans une ou plusieurs cellules de la plante avec une efficacité d'au moins 60 %,

   vii) la Δ5-élongase convertit l'EPA en DPA dans une ou plusieurs cellules de la plante avec une efficacité d'au moins 80 %,

   viii) la Δ4-désaturase convertit le DPA en DHA dans une ou plusieurs cellules de la plante avec une efficacité d'au moins 80 %,

   ix) l'efficacité de conversion de l'acide oléique en DHA dans une ou plusieurs cellules de la partie de plante est d'au moins 10 %,

   x) l'efficacité de conversion du LA en DHA dans une ou plusieurs cellules de la partie de plante est d'au moins 15 %,

   xi) l'efficacité de conversion de l'ALA en DHA dans une ou plusieurs cellules de la partie de plante est d'au moins 17 %,

   xii) une ou plusieurs cellules de la partie de plante comprennent au moins 15 % de plus d'acides gras ω3 que les cellules correspondantes dépourvues des polynucléotides exogènes,

   xiii) la Δ6-désaturase désature de préférence l'acide α-linolénique (ALA) par rapport à l'acide linoléique (LA),

   xiv) la Δ6-élongase a également une activité Δ9-élongase,

   xv) la Δ12-désaturase a également une activité Δ15-désaturase,

   xvi) la Δ6-désaturase a également une activité Δ8-désaturase,

   xvii) la ω3-désaturase a également une activité Δ15-désaturase sur le LA,

   xviii) la ω3-désaturase désature à la fois le LA et/ou le GLA,

   xix) la ω3-désaturase désature de préférence le GLA par rapport au LA,

   xx) le niveau de DHA dans la partie de plante est basé sur une efficacité de conversion de l'acide oléique en DHA dans la partie de plante d'au moins 10 %,

   xxi) le niveau de DHA dans la partie de plante est basé sur une efficacité de conversion du LA en DHA dans la partie de plante d'au moins 15 %,

   xxii) le niveau de DHA dans la partie de plante est basé sur une efficacité de conversion de l'ALA en DHA dans la partie de plante d'au moins 17 %,

   xxiii) une ou plusieurs ou l'ensemble des désaturases ont une activité plus élevée sur un substrat acyl-CoA que sur un substrat acyl-PC correspondant,

   xxiv) la Δ6-désaturase a une plus grande activité Δ6-désaturase sur l'ALA que sur le LA en tant qu'acide gras substrat,

   xxv) la Δ6-désaturase a une plus grande activité Δ6-désaturase sur l'ALA-CoA en tant qu'acide gras substrat que sur l'ALA joint à la position sn-2 de PC en tant qu'acide gras substrat,

   xxvi) la Δ6-désaturase a une activité Δ6-désaturase au moins 2 fois plus élevée sur l'ALA en tant que substrat par rapport au LA,

   xxvii) la Δ6-désaturase a une activité plus élevée sur l'ALA-CoA en tant qu'acide gras substrat que sur l'ALA joint à la position sn-2 de PC en tant qu' acide gras substrat,

   xxviii) la Δ6-désaturase a une activité Δ6-désaturase au moins 5 fois plus élevée sur l'ALA-CoA en tant qu'acide gras substrat que sur l'ALA joint à la position sn-2 de PC en tant qu'acide gras substrat,

   xxix) la désaturase est une désaturase « front-end »,

   xxx) la Δ6-désaturase n'a pas d'activité Δ5-désaturase détectable sur l'ETA.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel une ou plusieurs des caractéristiques suivantes s'appliquent :

   i) les polynucléotides exogènes sont liés de manière covalente dans une molécule d'ADN, de préférence une molécule d'ADN-T, intégrée dans le génome des cellules de la partie de plante et, de préférence, où le nombre de ces molécules d'ADN intégrées dans le génome des cellules de la partie de plante n'est pas supérieur à un, deux ou trois, ou est égal à deux ou trois,

   ii) la teneur totale en huile de la partie de plante comprenant les polynucléotides exogènes représente au moins 40 %, de la teneur totale en huile d'une partie de plante correspondante dépourvue des polynucléotides exogènes,

   iii) le lipide est sous la forme d'une huile, de préférence une huile de graine provenant d'une graine oléagineuse, et dans lequel au moins 90 % en poids du lipide sont des triacylglycérols,

   iv) le procédé comprend en outre le traitement du lipide pour augmenter le niveau de DHA en pourcentage de la teneur totale en acides gras, de préférence le traitement est une transestérification.
10. Cellule hôte comprenant des polynucléotides exogènes codant pour l'un des ensembles d'enzymes suivants :

    i) une Δ12-désaturase, une ω3-désaturase ou une Δ15-désaturase, une Δ6-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ6-élongase et une Δ5-élongase,

    ii) une ω3-désaturase, une Δ6-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ6-élongase et une Δ5-élongase,

    iii) une Δ15-désaturase, une Δ6-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ6-élongase et une Δ5-élongase,

    iv) une Δ12-désaturase, une Δ6-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ6-élongase et une Δ5-élongase,

    v) une ω3-désaturase, une Δ8-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ9-élongase et une Δ5-élongase,

    vi) une Δ15-désaturase, une Δ8-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ9-élongase et une Δ5-élongase,

    vii) une Δ12-désaturase, une Δ8-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ9-élongase et une Δ5-élongase, ou

    viii) une Δ12-désaturase, une ω3-désaturase ou une Δ15-désaturase, une Δ8-désaturase, une Δ5-désaturase, une A4-désaturase, une Δ9-élongase et une Δ5-élongase,

    et dans laquelle chaque polynucléotide est lié de manière fonctionnelle à un ou plusieurs promoteurs qui sont aptes à diriger l'expression desdits polynucléotides dans la cellule et dans laquelle la cellule comprend un lipide tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 4.
11. Plante transgénique comprenant une cellule selon la revendication 10.
12. Plante oléagineuse comprenant

    a) un lipide dans sa graine, le lipide comprenant des acides gras sous une forme estérifiée, et

    b) des polynucléotides exogènes codant pour l'un des ensembles d'enzymes suivants ;

    i) une Δ12-désaturase, une ω3-désaturase fongique et/ou ou une Δ15-désaturase fongique, une Δ6-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ6-élongase et une Δ5-élongase, ou

    ii) une Δ12-désaturase, une ω3-désaturase fongique et/ou ou une Δ15-désaturase fongique, une Δ8-désaturase, une Δ5-désaturase, une Δ4-désaturase, une Δ9-élongase et une Δ5-élongase,

    dans laquelle chaque polynucléotide est lié de manière fonctionnelle à un ou plusieurs promoteurs spécifiques de graine qui sont aptes à diriger l'expression desdits polynucléotides lors du développement de la graine de la plante, dans laquelle les acides gras comprennent de l'acide oléique, de l'acide palmitique, des acides gras ω6 qui comprennent l'acide linoléique (LA) et l'acide γ-linolénique (GLA), des acides gras ω3 qui comprennent l'acide α-linolénique (ALA), l'acide stéaridonique (SDA), l'acide docosapentaénoïque (DPA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA), et éventuellement l'acide éicosapentaénoïque (EPA) et/ou l'acide éicosatétraénoïque (ETA), et dans laquelle le niveau de DHA dans la teneur totale en acides gras du lipide est de 7 % à 20 %, et dans laquelle le niveau d'acide palmitique dans la teneur totale en acides gras du lipide est compris entre 2 % et 16 %, et dans laquelle le niveau d'acide myristique (C14:0) dans la teneur totale en acides gras du lipide est inférieur à 1 %.
13. Plante selon la revendication 12, dans laquelle une ou plusieurs des caractéristiques suivantes s'appliquent ;

    i) la plante est un plant de canola, Glycine max, Camelina sativa ou Arabidopsis thaliana,

    ii) une ou plusieurs des désaturases sont aptes à utiliser un substrat acyl-CoA.

    iii) la graine mature, récoltée de la plante a une teneur en DHA d'au moins 28 mg par gramme de graines,
14. Partie de plante qui présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes

    i) comprend le lipide tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,

    ii) provient d'une plante selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, ou

    iii) peut être utilisé dans un procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9.
15. Partie de plante selon la revendication 14 qui est une graine.
16. Procédé de production de graine, le procédé comprenant :

    a) la culture d'une plante qui produit une partie telle que définie selon la revendication 14 ou la revendication 15, ou une plante selon l'une quelconque des revendications 11 à 13,

    b) la récolte des graines à partir de la plante ou des plantes, et

    c) éventuellement, l'extraction du lipide à partir de la graine, de préférence pour produire de l'huile avec un rendement total de DHA d'au moins 60 kg de DHA/hectare.
17. Tourteau obtenu à partir de la graine selon la revendication 15.
18. Procédé de production d'un produit alimentaire destiné à la consommation humaine ou animale, le procédé comprenant le mélange d'un ou de plusieurs éléments parmi le lipide ou l'huile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, la cellule selon la revendication 10, la plante transgénique selon la revendication 11, la plante oléagineuse selon la revendication 12 ou la revendication 13, la partie de plante selon la revendication 14 ou la revendication 15, ou le tourteau selon la revendication 17, avec au moins un autre ingrédient alimentaire.
19. Un ou plusieurs éléments parmi le lipide ou l'huile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, la cellule selon la revendication 10, la plante transgénique selon la revendication 11, la plante oléagineuse selon la revendication 12 ou la revendication 13, la partie de plante selon la revendication 14 ou la revendication 15, ou le tourteau selon la revendication 17 pour une utilisation dans le traitement ou la prévention d'une affection médicale qui bénéficierait d'un acide gras polyinsaturé (PUFA), dans laquelle l'affection est l'arythmie cardiaque, une angioplastie, une inflammation, l'asthme, le psoriasis, l'ostéoporose, des calculs rénaux, le SIDA, la sclérose en plaque, la polyarthrite rhumatoïde, la maladie de Crohn, la schizophrénie, le cancer, le syndrome d'alcoolisme foetal, l'hyperactivité avec déficit de l'attention, la fibrose kystique, la phénylcétonurie, la dépression unipolaire, l'hostilité agressive, l'adrénoleucodystrophie, la coronaropathie, l'hypertension, le diabète, l'obésité, la maladie d'Alzheimer, la bronchopneumopathie chronique obstructive, la colite ulcéreuse, une resténose après angioplastie, l'eczéma, l'hypertension artérielle, l'agrégation plaquettaire, les saignements gastro-intestinaux, l'endométriose, le syndrome prémenstruel, l'encéphalomyélite myalgique, la fatigue chronique après des infections virales ou une maladie oculaire.
20. Procédé de production d'esters éthyliques d'acides gras polyinsaturés, le procédé comprenant la transestérification de triacylglycérols dans un lipide végétal extrait, dans lequel le lipide végétal extrait comprend des acides gras sous forme estérifiée, les acides gras comprenant de l'acide oléique, de l'acide palmitique, des acides gras ω6 qui comprennent l'acide linoléique (LA), des acides gras ω3 qui comprennent l'acide α-linolénique (ALA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA), et éventuellement un ou plusieurs acides gras parmi l'acide stéaridonique (SDA), l'acide éicosapentaénoïque (EPA), l'acide docosapentaénoïque (DPA) et l'acide éicosatétraénoïque (ETA), dans lequel le niveau de DHA dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est de 7 % à 20 %, et dans lequel le niveau d'acide palmitique dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est compris entre 2 % et 16 %, et dans lequel le niveau d'acide myristique (C14:0) dans la teneur totale en acides gras du lipide extrait est inférieur à 1 %, produisant ainsi les esters éthyliques.