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缺刻缘绿藻(Myrmecia incisa Reisigl)是一种淡水单细胞微藻，隶属绿藻门(Chlorophyta)、共球藻纲(Trebouxiophyceae)。细胞呈球形或卵圆形，常以单细胞或非定形群体形式聚集生长。藻细胞能大量积累以三酰甘油(TAG)形式结合的花生四烯酸(arachidonic acid, AA)，尤其是在氮饥饿条件下培养，具有潜在的开发利用价值。
根据莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)和普通小球藻(Chlorella vulgaris)ω3脂肪酸去饱和酶氨基酸序列(GenBank登录号分别为ABL09485和BAB78717)的保守区(TMFWALF和HHDIGTH)设计简并引物，以缺刻缘绿藻H4301总RNA为模板，通过反转录PCR和cDNA末端快速克隆技术(RACE)，克隆了缺刻缘绿藻ω3脂肪酸去饱和酶基因的cDNA全长序列(GenBank登录号：EU658930)。该基因cDNA序列长2330bp，其中5’-非翻译区长107bp;3-非翻译区912bp，且具有明显的poly(A)尾巴；开放阅读框1311bp，编码一个436个氨基酸的蛋白质，分子量为49.06kD，等电点7.85。该基因编码的蛋白为膜结合蛋白，含有2个疏水区域和3个保守的组氨酸簇基序；与莱茵衣藻的这个基因具有69％相似性。将该基因的cDNA序列与其DNA序列比对后，发现该基因在其编码区存在6个内含子，剪切位点均符合“GT-AG”规则。
实时荧光定量PCR结果显示，在氮饥饿培养过程中，缺刻缘绿藻ω3脂肪酸去饱和酶基因的相对转录量在4h时可能因休克显著提高(P＜0.05)，然后开始下调，12h始显著下降(P＜0.05)，并在20h降到最低(为完全培养基的11.6％)，此后保持在低水平(为完全培养基的23.2％上下)波动(P＜0.01)。脂肪酸组分的气相色谱结果表明，在氮饥饿培养过程中，AA占总脂肪酸的百分含量逐步提高，而作为多不饱和脂肪酸ω3合成途径的产物，如α-亚麻酸和十六碳三烯酸(16:3ω3)的百分含量在40h或96h后都显著降低(P＜0.05)。这些结果表明缺刻缘绿藻ω3脂肪酸去饱和酶基因在氮饥饿过程中的相对低转录量，导致ω3合成途径相关产物百分含量的降低，确保了该藻沿着ω6途径来合成与积累AA以提高其百分含量。另外，十六碳二烯酸(16:2ω6)、亚油酸及AA都可能是该克隆基因所编码ω3脂肪酸去饱和酶的反应底物。
本研究还克隆了与AA合成有关的△12、△6及△5脂肪酸去饱和酶基因，并对它们进行生物信息学分析，发现△12、△6和△5去饱和酶与ω3脂肪酸去饱和酶相似，富含疏水性氨基酸。序列分析发现它们含有非常保守的序列，都是重要的结构和功能域。这些保守区包括两条长的疏水跨膜区及3个富含组氨酸簇的基序。ω3、△12、△6及△5这4个脂肪酸去饱和酶的系统演化结果显示，不同物种同类基因具有很高的同源性，但这4个基因之间的同源性很低，其中ω3与△12以及△6与△5之间的亲缘关系较近。