用于基因组编辑分子的细胞内递送的肽和纳米颗粒制造技术

技术编号:20984149 阅读:26 留言:0更新日期:2019-04-29 19:35
本发明专利技术涉及可用于稳定化和/或递送一种或多种基因组编辑系统分子(如蛋白质和/或核酸,例如CRISPR蛋白和/或核酸)的含肽复合物/纳米颗粒。

Peptides and Nanoparticles for Intracellular Delivery of Genome Editor Molecules

The present invention relates to peptide-containing complexes/nanoparticles that can be used to stabilize and/or deliver one or more genome editing system molecules, such as proteins and/or nucleic acids, such as CRISPR proteins and/or nucleic acids.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基因组编辑分子的细胞内递送的肽和纳米颗粒相关申请的交叉引用本申请要求2016年5月27日提交的美国临时申请号62/342,823、2016年9月13日提交的美国临时申请号62/394,140、和2017年3月27日提交的美国临时申请号62/477,357的优先权,其整体全部特此通过引用被并入。专利
本专利技术涉及可用于稳定化和/或向细胞内递送一种或多种基因组编辑系统分子如CRISPR相关蛋白质和核酸的含肽复合物/纳米颗粒。以ASCII文本文件提交序列表下列以ASCII文本文件提交的内容其整体通过引用被并入本文:计算机可读形式(CRF)的序列表(文件名称:737372000840SeqList.txt,记录日期:2017年5月26日,大小:48KB)。
技术介绍
CRISPR介入技术具有巨大的潜在用途,包括改变人类、动物和其它生物体的种系,和修饰食品作物的基因。通过向细胞内递送CRISPR相关核酸酶如Cas9或Cpf1和适当的指导RNA,生物体的基因组可在几乎任何期望的位置处被切割(Ledford,H.(2015).Nature.522(7554);Zetscheetal.,(2015).Cell.163(3):759–771)。CRISPR已与特定核酸内切酶结合被用于多个不同物种的基因组编辑和基因调节(Malietal.,(2013).NatureMethods.10(10):957–63)。CRISPR工具已被用于各种基因组修饰,包括双链断裂形成——非同源末端接合(NHEJ)介导的诱变(Wangetal.,(2013).Cell.153:910–918)、切口形成——NHEJ介导的诱变(Chengetal.(2014).FEBSLett.588:3954–3958)、敲入——同源依赖性修复(HDR)(Inuietal.(2014).Sci.Rep.4:5396)、和基因组-重排(Maddaloetal.(2014)Nature.516:423–427),并且适用于抑制或激活基因表达的方法。核酸酶缺陷型Cas核酸酶可被用于阻断转录激活因子的结合——为阻断特定基因的表达,递送转录激活因子从而刺激特定基因的表达,或递送外遗传修饰剂至靶序列以改变组蛋白甲基化或乙酰化(Ledford,H.(2016).Nature.531:156-159)。本文提到的所有出版物、专利、专利申请和公开专利申请的公开内容其整体特此通过引用被并入本文。
技术实现思路
本申请提供复合物和纳米颗粒,其包括可用于稳定化和/或向细胞内递送一种或多种基因组编辑系统分子如CRISPR相关蛋白质和核酸的细胞穿透肽。在一些实施方式中,提供了用于修饰靶多核苷酸的基因组编辑复合物,其包括与RGEN/gRNA复合物缔合(associated)的细胞穿透肽,该RGEN/gRNA复合物包括RNA指导的核酸内切酶(RGEN)和指导RNA(gRNA),其中gRNA包括与靶多核苷酸中的靶序列互补的指导序列。在一些实施方式中,提供了用于修饰靶多核苷酸的基因组编辑复合物,其包括细胞穿透肽和靶向靶多核苷酸的一种或多种基因组编辑系统分子,其中细胞穿透肽选自VEPEP-3肽、VEPEP-6肽、VEPEP-9肽、和ADGN-100肽。在一些实施方式中,一种或多种基因组编辑系统分子选自:a)RNA指导的核酸内切酶(RGEN)和指导RNA(gRNA),其中gRNA包括与靶多核苷酸中的靶序列互补的指导序列;b)DNA指导的核酸内切酶(DGEN)和指导DNA(gDNA),其中gDNA包括与靶多核苷酸中的靶序列互补的指导序列;c)锌指蛋白(ZFP),其中ZFP识别靶多核苷酸中的靶序列;d)转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN),其中TALEN识别靶多核苷酸中的靶序列;e)归巢核酸内切酶,其中归巢核酸内切酶识别靶多核苷酸中的靶序列;和f)整合酶,其中整合酶识别靶多核苷酸中的重组位点。在一些实施方式中,根据任意上述基因组编辑复合物,细胞穿透肽是VEPEP-3肽。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括选自SEQIDNOs:1-14的氨基酸序列。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括SEQIDNO:75或76的氨基酸序列。在一些实施方式中,细胞穿透肽是VEPEP-6肽。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括选自SEQIDNOs:15-40的氨基酸序列。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括SEQIDNO:77的氨基酸序列。在一些实施方式中,根据任意上述基因组编辑复合物,细胞穿透肽是VEPEP-9肽。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括选自SEQIDNOs:41-52的氨基酸序列。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括SEQIDNO:78的氨基酸序列。在一些实施方式中,根据任意上述基因组编辑复合物,细胞穿透肽是ADGN-100肽。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括选自SEQIDNOs:53-70的氨基酸序列。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括SEQIDNO:79或80的氨基酸序列。在一些实施方式中,根据任意上述基因组编辑复合物,细胞穿透肽进一步包括共价连接至细胞穿透肽N端的一个或多个部分,并且其中所述一个或多个部分选自乙酰基、脂肪酸、胆固醇、聚乙二醇、核定位信号、核输出信号、抗体、多糖和靶向分子。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括共价连接至其N端的乙酰基基团。在一些实施方式中,细胞穿透肽进一步包括共价连接至细胞穿透肽C端的一个或多个部分,并且其中所述一个或多个部分选自半胱酰胺、半胱氨酸、硫醇、酰胺、任选地被取代的次氮基三乙酸、羧基、任选地被取代的线性或分支C1-C6烷基、伯胺或仲胺、糖苷(osidic)衍生物、脂质、磷脂、脂肪酸、胆固醇、聚乙二醇、核定位信号、核输出信号、抗体、多糖和靶向分子。在一些实施方式中,细胞穿透肽包括共价连接至其C端的半胱酰胺基团。在一些实施方式中,根据任意上述基因组编辑复合物,基因组编辑复合物中至少一些细胞穿透肽通过键合(连接,linkage)连接至靶向部分。在一些实施方式中,键合是共价的。在一些实施方式中,根据任意上述包括gRNA的基因组编辑复合物,gRNA是单指导RNA(sgRNA)。在一些实施方式中,sgRNA包括融合于辅助反式激活crRNA(tracrRNA)的、决定特异性的(specificity-determining)CRISPRRNA(crRNA)。在一些实施方式中,gRNA是sgRNA,其包括指导序列、tracr配偶(mate)序列、tracr序列、和尾部序列。在一些实施方式中,根据任意上述包括RGEN的基因组编辑复合物,RGEN是Cas9。在一些实施方式中,根据任意上述包括RGEN和gRNA的基因组编辑复合物,RGEN与gRNA的摩尔比在约1:10和约10:1之间。在一些实施方式中,根据任意上述包括RGEN的基因组编辑复合物,细胞穿透肽与RGEN的摩尔比在约1:1和约80:1之间(如约1:1、5:1、10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1中的任一者,包括这些比例之间的任何范围)。在一些实施方式中,细胞穿透肽与RGEN的摩尔比在约5:1和约20:1之间(如约5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.用于修饰靶多核苷酸的基因组编辑复合物,其包括细胞穿透肽和一种或多种基因组编辑系统分子,其中所述细胞穿透肽选自VEPEP‑3肽、VEPEP‑6肽、VEPEP‑9肽、和ADGN‑100肽,并且其中所述一种或多种基因组编辑系统分子选自:a)RNA指导的核酸内切酶(RGEN)和指导RNA(gRNA)中的一者或两者,其中所述gRNA包括与所述靶多核苷酸中的靶序列互补的指导序列;b)DNA指导的核酸内切酶(DGEN)和指导DNA(gDNA)中的一者或两者,其中所述gDNA包括与所述靶多核苷酸中的靶序列互补的指导序列;c)锌指蛋白(ZFP),其中所述ZFP识别所述靶多核苷酸中的靶序列;d)转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN),其中所述TALEN识别所述靶多核苷酸中的靶序列;e)归巢核酸内切酶,其中所述归巢核酸内切酶识别所述靶多核苷酸中的靶序列;和f)整合酶,其中所述整合酶识别所述靶多核苷酸中的重组位点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.27 US 62/342,823;2016.09.13 US 62/394,140;1.用于修饰靶多核苷酸的基因组编辑复合物,其包括细胞穿透肽和一种或多种基因组编辑系统分子,其中所述细胞穿透肽选自VEPEP-3肽、VEPEP-6肽、VEPEP-9肽、和ADGN-100肽,并且其中所述一种或多种基因组编辑系统分子选自:a)RNA指导的核酸内切酶(RGEN)和指导RNA(gRNA)中的一者或两者,其中所述gRNA包括与所述靶多核苷酸中的靶序列互补的指导序列;b)DNA指导的核酸内切酶(DGEN)和指导DNA(gDNA)中的一者或两者,其中所述gDNA包括与所述靶多核苷酸中的靶序列互补的指导序列;c)锌指蛋白(ZFP),其中所述ZFP识别所述靶多核苷酸中的靶序列;d)转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN),其中所述TALEN识别所述靶多核苷酸中的靶序列;e)归巢核酸内切酶,其中所述归巢核酸内切酶识别所述靶多核苷酸中的靶序列;和f)整合酶,其中所述整合酶识别所述靶多核苷酸中的重组位点。2.权利要求1所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽是VEPEP-3肽。3.权利要求2所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括选自SEQIDNOs:1-14的氨基酸序列。4.权利要求2所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括SEQIDNO:75或76的氨基酸序列。5.权利要求1所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽是VEPEP-6肽。6.权利要求5所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括选自SEQIDNOs:15-40的氨基酸序列。7.权利要求5所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括SEQIDNO:77的氨基酸序列。8.权利要求1所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽是VEPEP-9肽。9.权利要求8所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括选自SEQIDNOs:41-52的氨基酸序列。10.权利要求8所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括SEQIDNO:78的氨基酸序列。11.权利要求1所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽是ADGN-100肽。12.权利要求11所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括选自SEQIDNOs:53-70的氨基酸序列。13.权利要求11所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括SEQIDNO:79或80的氨基酸序列。14.权利要求1-13中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽进一步包括共价连接至所述细胞穿透肽的N端的一个或多个部分,并且其中所述一个或多个部分选自乙酰基、脂肪酸、胆固醇、聚乙二醇、核定位信号、核输出信号、抗体、多糖和靶向分子。15.权利要求14所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括共价连接至其N端的乙酰基基团。16.权利要求1-15中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽进一步包括共价连接至所述细胞穿透肽的C端的一个或多个部分,并且其中所述一个或多个部分选自半胱酰胺、半胱氨酸、硫醇、酰胺、任选地被取代的次氮基三乙酸、羧基、任选地被取代的线性或分支C1-C6烷基、伯胺或仲胺、糖苷衍生物、脂质、磷脂、脂肪酸、胆固醇、聚乙二醇、核定位信号、核输出信号、抗体、多糖和靶向分子。17.权利要求16所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽包括共价连接至其C端的半胱酰胺基团。18.权利要求1-17中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物中的至少一些所述细胞穿透肽通过键合连接至靶向部分。19.权利要求18所述的基因组编辑复合物,其中所述键合是共价的。20.权利要求1-19中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物包括RGEN和gRNA中的一者或两者。21.权利要求20所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物包括RGEN和gRNA。22.权利要求20或21所述的基因组编辑复合物,其中所述gRNA是单指导RNA(sgRNA)。23.权利要求20-22中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述RGEN是Cas9。24.权利要求20-23中任一项所述的基因组编辑复合物,其中RGEN与gRNA的摩尔比在约1:10和约10:1之间。25.权利要求20-24中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽与所述RGEN的摩尔比在约1:1和约80:1之间。26.权利要求25所述的基因组编辑复合物,其中所述细胞穿透肽与所述RGEN的摩尔比在约5:1和约20:1之间。27.权利要求20-26中任一项所述的基因组编辑复合物,其进一步包括一种或多种另外的gRNAs,所述另外的gRNAs包括不同的指导序列。28.权利要求27所述的基因组编辑复合物,其中所述靶序列存在于靶基因中,并且所述一种或多种另外的gRNAs各自包括与所述靶基因中的序列互补的指导序列。29.权利要求27所述的基因组编辑复合物,其中所述靶序列存在于第一靶基因中,并且所述一种或多种另外的gRNAs各自包括与一种或多种另外的靶基因中存在的序列互补的指导序列。30.权利要求1-19中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物包括DGEN和gDNA中的一者或两者。31.权利要求20中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物包括DGEN和gDNA。32.权利要求1-19中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物包括ZFP。33.权利要求1-19中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物包括TALEN。34.权利要求1-19中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物包括归巢核酸酶。35.权利要求20-34中任一项所述的基因组编辑复合物,其进一步包括用于将修饰引入所述靶多核苷酸的供体核酸,其中所述供体核酸包括与所述靶多核苷酸的被修饰以包含所述修饰的部分相应的序列。36.权利要求35所述的基因组编辑复合物,其中所述修饰是所述靶多核苷酸中一个或多个核苷酸的添加、缺失、或取代。37.权利要求35或36所述的基因组编辑复合物,其中所述供体核酸是单链DNA寡核苷酸。38.权利要求35所述的基因组编辑复合物,其中所述修饰是所述靶多核苷酸中异源核酸的插入。39.权利要求35或38所述的基因组编辑复合物,其中所述供体核酸是包括侧接5’同源臂和3’同源臂的异源核酸的双链DNA,并且其中所述5’同源臂和所述3’同源臂与所述靶多核苷酸的待修饰区域侧接的序列同源。40.权利要求35-39中任一项所述的基因组编辑复合物,其进一步包括用于将修饰引入一种或多种另外的靶多核苷酸的、一种或多种另外的供体核酸。41.权利要求1-19中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物包括整合酶。42.权利要求41所述的基因组编辑复合物,其进一步包括用于插入所述靶多核苷酸的供体核酸,其中所述整合酶识别所述供体核酸中的重组位点,并且能够介导所述靶多核苷酸中的重组位点和所述供体核酸中的重组位点之间的重组,以将所述供体核酸插入所述靶多核苷酸。43.权利要求1-42中任一项所述的基因组编辑复合物,其中所述基因组编辑复合物的平均直径在约10nm和约300nm之间。44.纳米颗粒,其包括核芯,所述核芯包括权利要求1-43中任一项所述的基因组编辑复合物。45.权利要求44所述的纳米颗粒,其中所述核芯进一步包括一种或多种另外的、权利要求1-43中的任一项所述的基因组编辑复合物。46.权利要求44或45所述的纳米颗粒,其中所述核芯进一步包括用于将修饰引入所述靶多核苷酸的供体核酸,所述供体核酸包括与所述靶多核苷酸的被修饰以包含所述修饰的部分相应的序列,其中所述供体核酸与第二细胞穿透肽复合。47.权利要求46所述的纳米颗粒,其中所述第二细胞穿透肽选自VEPEP-3肽、VEPEP-6肽、VEPEP-9肽、和A...

【专利技术属性】
技术研发人员:G·迪维塔N·德赛
申请(专利权)人:阿迪根有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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